哈尔滨-长春城市群人为源大气污染物排放清单构建及污染特征研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:l309553042
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中国是世界上大气污染最为严重的国家之一。经历近30年的污染治理,我国的空气质量有了极大的改善,PM2.5浓度明显下降,优良天数持续增加。然而区域性、季节性的大气污染事件时有发生,加之各地工业结构、地形地貌和生活规律的巨大差异及省际污染多重复合传输增加了区域大气认知和管理难度。全面、高分辨率的大气污染物排放清单有利于提高地方和区域大气环境管理能力。到目前为止,人为源大气污染物排放清单编制主要集中在中国东部、北部和南部,而在东北地区的研究很少。哈尔滨-长春城市群(简称哈长城市群)是我国最北部的区域性城市群,工业结构复杂,大气污染问题突出,厘清该地区人为污染物的排放特征,对探究区域大气污染对空气质量影响及制定可行的管控措施都具有重要科学意义。采用自下而上的方法,编制了该区域较为全面的高分辨率人为源污染物排放清单,包含了生物质燃烧、散煤燃烧和餐饮等具有本地特色的10类污染源的9种污染物的排放情况。基于该清单结果,对该地区大气污染物排放总量、源强特征及时空分布进行研究,并利用主成分分析(PCA)和多元线性回归模型(MLR)量化了污染物排放与主控环境因子之间的关系,提出了污染物排放量快速评估方法,缩短了该地区县级尺度污染物排放评估时间。2017年哈长城市群CO、NOx、SO2、NH3、VOCS、PM2.5、PM10、BC和OC的年排放量分别为5.82 Tg、0.70 Tg、0.34 Tg、0.75 Tg、0.81Tg、0.67 Tg、1.59Tg、0.12 Tg和0.26 Tg。哈尔滨市和长春市作为该地区最重要的城市,其PM2.5、PM10、SO2和NOx的排放均要明显高于其他城市。工艺过程源是该地区PM10和SO2的主要排放源,分别贡献总量的54.7%和49.5%;95.3%的NH3排放来自农业及其相关活动,44.5%的NOx来自移动源。污染物的时空特征结果表明,除NH3外,其余污染物高强度排放往往发生于11月~次年的3月,主要集中在以长春市和哈尔滨为中心的区域;秋末春初时期(如10月、11月、3月和4月)的秸秆焚烧对哈长城市群中部地区的大气颗粒物排放有重要的贡献;在秋季和冬季,采暖活动的化石燃料使用将导致SO2和PM10的排放在10月~次年3月明显上升。PCA分析结果显示大气温度、相对湿度、电力和能源消耗以及城乡人口是该地区污染物排放的主控环境要素,运用MLR模型建立了这些要素与污染物排放量之间的函数关系,这些结果已被应用于当地大气环境管理中。
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