江苏省大型固定源污染物排放清单建立及南京污染物周边源影响域气候分析

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回顾了大气污染物排放清单的发展历程,在明确了源排放因子和相应活动水平数据的不确定性制约大气污染物排放清单不确定性的基础上,对固定源大气污染物排放因子的研究进展进行总结。最终指出国内外在该研究领域尚存在的不足:国内排放清单建立过程中所有排放因子大多借鉴国外的研究,基于实测的源排放因子严重缺乏,导致计算结果的不确定性大;排放源清单在建立过程中多为总的排放量或年际变化,而很少考虑到源排放清单的季节、月和日变化特征,导致这些清单在应用于空气质量模型模拟时受到限制;现有清单在建立过程中,所考虑的源活动水平和排放因子计算方法存在差异,尚没有形成统一的清单编制规范来指导源清单的建立。大气污染物排放清单是了解各地区大气污染物排放及其时空分布,精确模拟该地区环境空气质量的最基础资料。现有大气污染物排放清单的粗时空分辨率,极大地限制了空气质量数值预报的准确性。本研究以江苏省大型固定源为例,以2012年为基准年,收集江苏省电力企业锅炉在线监控系统数据及江苏省大气核查核算表数据,结合相关文献的排放因子数据,分析了江苏省大型固定点源主要污染物的总排放量和月变化特征。分析结果表明(1)SO2、 NOX、 TSP. PM10. PM2.5-CO、 EC、 OC、 NMVOC、 NH3等大气污染物的排放总量分别达到106.0、278.3、40.9、32.7、21.7、582.0、1.4、36.1、17.3、2.2kt。(2)呈现2-3、7-8、12月排放量高,9-10月排放量低的月变化特征,可能原因是2-3月处于春节阶段,为保证节日供应,在此期间居民供暖、用电等都有可能增加;7-8月高温天气用电量增加,12月北方城市冬季燃煤取暖导致的煤炭消耗量增加。另外,由于部分污染物排放因子取自国内外相关文献,不一定完全符合江苏省的情况,今后的工作可以在排放因子选取以及将排放清单纳入空气质量预报模式等方面进行更为深入的研究。周边污染源影响贡献是城市大气环境污染治理决策亟待解决的关键环节之一,确定南京大气污染物周边源影响域是南京2014年8月青年奥运会空气质量保障面临的一个重要内容。本文以2003年-2012年8月份南京市大气污染物的长序列观测为研究对象,进行WRF-FLEXPART十年模拟。即以NCEP/NCAR气象再分析资料作为中尺度气象模式WRF模拟的初边值,WRF模式输出精细的气象场驱动拉格朗日三维粒子输送模式(FLEXPART),通过对南京8月份十年大气污染有贡献的大气粒子气的后向轨迹的模拟分析,诊断了影响南京主要大气污染物不同传输时间的周边外地源区域边界,并定量估算了周边污染物源区的年际变化,以确定影响南京青年奥运会期间空气质量大气污染物周边源区域的气候特征。南京空气质量有最强影响的污染源区域主要集中在南京及其紧邻的南北带状周边区域(苏南和皖东南),且多年8月份保持基本不变。随着12h,24h和48h三个传输时效的增加,影响南京大气污染源的空间变化总体形态以南京及其紧邻周边区域为强中心向各方向不规则扩展。随着向各方向不规则扩展范围的加大,南京周边污染源的影响贡献一般逐步减少。48h传输时效内对南京空气质量较大影响的污染源区域主要分布在南京东南方向的苏南,上海和浙北地区,南京西南方向的皖南,赣东北和鄂东北地区和南京东北或偏东方向的江苏北部和中部及安徽东部区域,这三个主要周边源影响区域具有适中的年际变化。南京西北方向污染物影响域范围最小。48h影响南京大气环境的周边源的强年际变化区域覆盖了其外缘的江苏,安徽,江西,湖北和浙江部分地区。南京8月份空气质量周边源影响域的气候分析,可用于确定南京2014年8月青奥会期间污染源减排控制区域。
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