我国西部农村地区固体燃料燃烧排放清单建立及特征分析

来源 :中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zydwnj
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我国农村地区生物质、煤炭等固体燃料消耗量大,其燃烧排放的气体污染物和颗粒物对大气环境和人体健康造成了不良影响,已成为不可忽视的重要大气污染排放源之一。本研究选取西部9个省份(甘肃省、贵州省、宁夏回族自治区、青海省、四川省、陕西省、新疆维吾尔自治区、云南省、西藏自治区)通过自行组装的便携式稀释采样系统进行了实地采样,得到了各省秸秆、薪柴、燃煤的CO2、CO、NOx、SO2、OC、EC和PM2.5排放因子,结合收集到的活动水平数据,建立了2018年西部地区固体燃料燃烧气体污染物和颗粒物的省级排放清单。结果显示,由于各省燃烧习惯的不同(包括燃料类型和炉具类型),各省排放因子存在一定的差异,具体为:CO2排放因子为1334-2741g/kg,CO排放因子为62.55-261.91g/kg,NOx排放因子为0.15-1.95g/kg,SO2排放因子为0.02-4.51g/kg,OC排放因子为0.92-12.01g/kg,EC排放因子为0.28-2.74g/kg,PM2.5排放因子为3.63-21.88g/kg。总体看,炉灶类型对于秸秆燃烧NOx、SO2排放因子影响略大,对于薪柴燃烧NOx排放因子影响较大,这与不同炉灶类型的燃烧效率和燃烧温度,以及燃料类型的物质组成有关。因此,炉具和燃料的组合会对排放因子产生更为复杂的影响。在省域排放因子及活动数据的基础上,获得了省级排放清单。结果显示,我国西部农村地区2018年9个省固体燃料燃烧CO2排放总量为18939.83万吨,CO为1056.69万吨,NOx为8.56万吨,SO2为12.59万吨,OC为48.31万吨,EC为13.12万吨,PM2.5为89.3万吨;其中燃煤排放占比最大,薪柴次之,秸秆最小,排放污染物总量分别为13151万吨、5139万吨和1878万吨。另外,排放量呈现明显的区域性差异,高CO2,CO排放量聚集在燃煤量高的区域,如新疆,陕西,贵州。高NOx排放量地区是贵州、新疆,均是煤排放占主要贡献。高SO2排放量集中在贵州,陕西,新疆,其中陕西和新疆都是煤排放占主要贡献,而贵州薪柴排放为主要贡献。高PM2.5,OC,EC排放量聚集在生物质燃烧量高的区域,如云南,贵州,四川。9个省份取暖期CO2、CO、NOx、SO2、OC、EC、PM2.5总排放量占比在58%-65%之间,其中取暖期污染物排放量占比在70%以上集中在新疆、西藏供暖需求较大的区域和四川、贵州生物质燃料消耗量多的区域。各省统一使用相同的排放因子估算的平均排放量对比各省使用省域排放因子估算的省域排放量,发现会出现高估或低估排放量的情况,与现实排放量存在一定差距,采用省域排放因子能降低排放清单的不确定性。针对西部地区排放特点,建议减少无加工生物质燃料的使用,可以将秸秆、薪柴等生物质加工成小体积物理形态,或者进行碳化处理,使用高性能生物质专用炉具,可有效减少生物质燃烧导致的污染排放。新疆等燃煤量高的区域应进一步提升煤的品质,尽量使用无烟煤等容易燃烧完全的煤种。对于使用炕、砖灶炉具的区域,应对这种落后的炉灶进行改良,提升燃烧效率和传热效率。由于冬季取暖排放贡献占比大,应减少散煤的使用,加快农村清洁取暖改造进程,加大财政补贴,推行煤改电,煤改气等措施。
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