京津冀地区大气污染源清单完善及民用煤散烧对PM2.5的影响研究

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近年来,农村量大面广、低空排放的散煤污染日益突出,原煤散烧灰分硫分高,质量差,污染贡献大,对农村地区以及区域的环境影响越来越显著。研究京津冀地区民用煤的消耗情况,确定不同民用煤类型,不同燃烧方式下的排放因子,建立京津冀地区民用煤大气污染源排放清单,构建区域大气污染物评估模型,定量评估民用煤散烧对大气环境PM2.5的影响,对改善京津冀地区冬季大气环境质量具有重大意义。  本研究通过收集京津冀地区民用煤消耗量,结合清单编制指南提供的排放因子推荐值,建立了京津冀地区2014年民用煤散烧污染物排放清单。通过对收集到的活动水平数据进行拟合,获得了活动水平的概率密度分布函数;同时,假设排放因子服从对数正态分布;在活动水平和排放因子的概率密度分布函数的基础上利用Crystal Ball软件将活动水平和排放因子的不确定度传递至排放清单,获得SO2、NOx、TSP、PM10、PM2.5、CO、VOCs、NH3的概率密度分布函数,并对排放量的不确定性进行了分析。结果表明,2014年京津冀地区民用散煤燃烧的SO2、NOx、TSP、PM10、PM2.5、CO、VOCs、NH3的排放量分别为24.8、6.9、61.7、55.6、44.5、596.2、16.7、4.1万吨,不确定度分别为(-44%,56%)、(-43%,54%)、(-48%,63%)、(-48%,65%)、(-45%,57%)、(-43%,56%)、(-43%,55%)、(-47%,63%)。通过收集京津冀地区的各类排放源的活动水平数据,在实验室已有清单的基础上更新完善了京津冀地区2014年基于区县分辨率的排放清单。2014年京津冀地区SO2、NOx、TSP、PM10、PM2.5、CO、VOCs、NH3的总排放量分别为162.1、253.0、648.7、303.5、162.4、2631.3、353.5、157.7万吨。  此外,本研究运用WRF-CAMx-PSAT耦合模型,在已建立的排放清单基础上模拟分析了民用煤散烧污染物排放对京津冀地区PM2.5浓度贡献情况。1月份京津冀地区民用煤散烧对北京市PM2.5的月均贡献为27%~39%,平均值为34%,其中北京市本地贡献为9%~34%,平均值为22%;对天津市PM2.5的月均贡献为10%~38%,平均值为22%,其中天津市本地贡献为3%~21%,平均值为12%;对石家庄市PM2.5的月均贡献为23%~42%,平均值为33%,其中石家庄市本地贡献为16%~33%,平均值为25%;对唐山市PM2.5的月均贡献为11%~30%,平均值为18%,其中唐山市本地贡献为5%~16%,平均值为11%。由于农村冬季供暖,对煤炭消耗量较大,1月份民用煤散烧对PM2.5的影响较大,4、7、10月份则影响较小。4月份京津冀地区民用煤散烧对各地市PM2.5的月均贡献为1.3%~3.1%,平均值为2.2%;7月份京津冀地区民用煤散烧对各地市PM2.5的月均贡献为1.1%~2.8%,平均值为1.9%;10月份京津冀地区民用煤散烧对各地市PM2.5的月均贡献为1.8%~3.7%,平均值为2.7%。
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