文摘

长江首个船舶污染物协同治理信息系统上线。长江首个船舶污染物协同治理信息系统2019年11月28日在湖北宜昌正式上线运行,这是一套基于云服务、互联网移动应用和大数据分析技术的船舶污染物协同治理信息系统,实现了船舶污染物排放、交付、接收转移、后方处置闭合管理,将有效化解长江船舶污染物接收转运及处置风险。     

广东省典型内河港区主要大气污染物排放特征研究

以广东省珠江三角洲地区某内河港区为对象,选取港区内船舶、作业机械、运输车辆的大气污染物排放计算方法,结合保有量、活动水平、燃油品质等基础信息计算了该港区在2013年的大气污染物排放量,并分析了其排放特征.结果表明,在内河港区及周边水域,船舶排放的SO2占比超过80％;其他污染因子方面,船舶排放占比32％～47％,作业机械排放占比36％ ～ 48％,运输车辆排放占比10％ ～32％.在内河港区及其周边水域,船舶及港区作业机械的排放均有突出污染贡献.     

船舶废气排放扩散模拟计算方法研究

基于船舶AIS数据的船舶废气排放评估计算模型,以高斯烟团扩散模型为核心,结合船舶航行和排放特征,构建移动船舶源排放烟团扩散模型。利用控制变量法,在其他变量参数相同条件下,分别设定不同风向、不同大气稳定度、不同高程平面,仿真模拟航行状态下的船舶排放烟团扩散至空间环境中的质量浓度分布情况,分析船舶在不同环境参数下的扩散特征。结果表明,仿真模拟结果与实际气体空间质量浓度分布情况相符。通过在深圳市盐田港区布设船舶废气排放岸基固定嗅探监测设备,对港区进、离港和过往船舶进行大气污染物排放组分(SO2、CO2、NO、NO2)全天在线实时监测,以SO2作为试验样本气体,船舶排放的SO2排放至监测站的模拟质量浓度与实际监测质量浓度标准误差为19.81%,在合理的误差范围内,验证了船舶废气排放扩散模拟计算方法的科学有效性。     

上海港船舶大气污染物排放清单研究

建立可靠的船舶排放清单不仅是大气环境科学领域对船舶排放影响进行定量研究的重要基础,也是管理部门制定污染减排措施和政策的重要依据.以常规大气污染物和温室气体为研究对象,采用由下而上的动力法对进出上海港船舶排放进行了研究.通过对上海港船舶进出签证数、船舶种类、吨位分布、运行工况、排放因子和燃油校正因子等多要素开展调查和分析,获得了上海港外港和内河9种船种和4种运行工况条件下大气污染物和温室气体排放总量,并结合船舶自动识别系统(AIS)确定了1 km×1 km网格精度的大气污染物和温室气体的排放空间分布.结果表明:2010年,上海港船舶排放PM100.46万t,PM2.5 0.37万t,柴油颗粒物(DPM)0.44万t,NOx5.73万t,SOx3.54万t,CO 0.49万t,碳氧化合物(HC)0.21万t;排放温室气体CO2 288.55万t,N2O 0.01万t,Cn4 0.004万t.与全市排放清单总量相比,上海港船舶排放对SO2、NOx和PM2.5的排放影响最为显著,分担率分别达到12.0％、9.0％和5.3％.其中,以远洋船为首要来源,其排放量对全市排放清单的分担率分别为12.0％、8.4％和5.1％.     

基于AIS数据的长江口船舶排放清单研究

为了研究繁忙水域的船舶排放清单,基于船舶自识别系统(Automatic Identification System,AIS)的数据建立了针对不同船型的船舶排放计算模型。先根据AIS数据中包含的船舶尺度数据计算各类船型的发动机功率,然后运用基于AIS数据的模型计算船舶排放清单及排放分担率,最后对船舶排放的空间分布进行分析。以2010年长江口水域的船舶交通流数据为基础,计算该水域的船舶排放清单,结果表明:1)在各类船舶废气排放物中,CO2排放量最多,NOx和SOx次之,N2O最少,结果合理可信;2)各类船型的排放分担率分别为5.36%(客船)、6.59%(散货船)、51.47%(集装箱船)、15.95%(油船)、5.37%(渔船)、15.27%(其他船型);3)船舶排放聚集区主要是长江口的南、北槽航段及其附近的码头水域。     

基于单因子水质标识指数法的东江河源段水质评价

为了解东江河源段水质现状并推测其水质发展规律,以GB3838—2002《地表水环境质量标准》为标准,依据东江河源段全部7个水质常规监测断面中的5个断面(分别为新丰江水库断面、枫树坝水库断面、龙川城下断面、临江断面和江口断面)在2001—2012年的水质监测数据年平均值,选择氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)4个指标,参考单因子水质标识指数法分析评价东江河源段的水质,并讨论其污染风险。结果表明,2001—2012年东江河源段水质总体良好,水库库区断面除枫树坝水库断面TN指标在2012年处于Ⅲ类水之外,其他指标均控制在Ⅱ类水之内;东江干流断面除TN外其他3个指标均控制在Ⅱ类水之内,且江口断面TN在2009年和2011年被污染为Ⅲ类水,在2010年和2012年被污染为Ⅳ类水,而龙川城下和临江断面TN在2012年被污染为Ⅲ类水。由4个指标的历年变化趋势可以看出,东江河源段水质存在较大的氮、磷污染风险。氮、磷污染的空间格局和污染物通量分析进一步表明,下游的污染风险大于上游。     

长江江苏段引航风险评价方法研究

通过分析11 a引航事故报告,运用风险耦合模型(N-K模型)表明长江江苏段引航事故是人-船-环境-管理4因素耦合作用的结果。以引航事故报告为基础,结合专家意见确定了由27个风险因素构成的引航风险评价指标体系。采用集对分析法,结合熵权法确定指标权重,建立了基于熵权集对分析法的引航风险评价模型。在实际应用方面,选取长江江苏段的9段航道为评价对象,得到了各航道的引航风险等级,验证了模型的适用性和准确性。     

基于STEAM的靠港船舶大气污染物排放清单研究

随着我国船舶排放控制区的设立,船舶大气污染物排放成为社会广泛关注的热点。以对城市影响显著的内河靠港船舶为研究对象,采用本土化的船舶交通排放估算模型(STEAM),结合船舶自动识别系统(AIS)中的船舶轨迹信息、船舶档案数据库信息及调研信息,实现基于船舶活动的"自下而上"的排放清单编制。将上述研究成果应用于南京龙潭集装箱港区,得到2014年该港区船舶大气物排放量分别为PM103.452 9 t、PM2.52.762 3 t、NOx196.004 4 t、SOx2.896 6t、CO 20.624 5 t、HC 8.127 8 t以及CO212 554.289 5 t。与整个港区排放相比,靠港船舶是SOx和NOx排放的重要来源,占比分别达到70.76%和58.16%。基于排放特性分析提出靠港船舶减排路径。     

首都国际机场移动源大气污染物排放清单研究

根据收集到的首都国际机场飞行区活动水平数据,采用适合估算各类移动源污染物排放量的方法和排放因子,建立了2013年首都国际机场移动源排放清单。结果表明,首都国际机场2013年移动源NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放总量为6 287.1 t、3 596.1 t、364.2t、373.4 t和185.0 t,分别占北京市各污染物总体排放的3.4%、0.3%、0.1%、0.4%和0.2%。其中非道路移动源是各污染物排放的最大贡献源,NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放量的90.7%、86.7%、79.4%、97.4%和81.3%来源于飞机,中型窄体客机及大型宽体客机贡献突出。相较而言,道路移动源排放比例较低,对HC、CO、PM_(2.5)和NO_x各污染物的贡献率为9.1%、8.6%、6.7%和4.4%。通过标准LTO循环方法估算飞机逐月排放,对LTO循环次数与各污染物排放量进行拟合,发现飞机排放的HC、CO、NO_x、SO2和LTO循环次数之间呈现较为明显的正相关关系,从而提出一种本地化的基于LTO循环次数估算飞机污染气体排放量的简单方法。此外,减少滑行时间可有效降低飞机在LTO循环过程中的污染物排放。     

基于多元统计分析的独流减河水质时空特征

为了解独流减河流域水质时空特征及污染物排放结构情况,准确掌握污染来源和防控重点,达到改善流域水质的目的,基于2017年独流减河流域9个监测断面的8个水质指标的监测数据,采用综合水质标识指数法进行水质评价,运用多元统计分析方法中的聚类分析和主成分分析开展水质时空分布特征及污染物来源解析研究.结果表明:独流减河流域水质时空特征差异显著,干流水质优于支流水质;时间维度划分为2个时段T1(1-3月)和T2(4-12月),T2时段水质优于T,时段,氨氮、总磷和阴离子表面活性剂是各时段的主要污染因子,畜禽养殖、农村居民生活为主要污染源,氟离子和CODCr分别是T1和T2时段的另外主要污染因子,代表工业电镀行业废水污染和耗氧有机污染.空间分布划为G1组和G2组,其中G1组主要位于中上游,主要污染因子为氨氮、总磷及阴离子表面活性剂,代表畜禽养殖和居民生活污染;G2组位于中下游,主要污染因子为化学需氧量、总磷和氟化物,代表城镇居民生活污染和工业电镀行业废水污染,G2组水体水质优于G1组.     

基于指标权重的综合水质标识指数法的应用

提出基于指标权重的综合水质标识指数法,旨在表达河流综合水质信息,做出合理的定量评价.其主要程序为: 首先使用层次聚类分析方法对数据进行分类,然后以水质目标为基础,采用超标法确定各指标的权重,最后用各指标的单因子水质标识指数的加权和求得综合水质标识指数,以此作为依据来进行水质评价.以2007-2008年海河4个监测断面的96组水质监测数据为例,评价结果表明海河水质污染严重,水质表现出较强的季节性变化.1-2月各断面水质最差,多为劣Ⅴ类标准;4月和9月的上游调水使水质得到改善;7-8月以及10-11月发生富营养化现象,导致水质大幅下降.由于下游污染物的排放,二道闸断面水质劣于前3个断面.     

地区经济发展与污染物入江量特征研究——以长三角安徽省8市为例

伴随长江流域经济的飞速发展,高强度的开发建设及高密度的人口产业布局严重影响了长江流域的水环境。本文以安徽省纳入长三角城市群的8个重点城市为研究对象,以2003-2018年连续统计和计算数据为支撑,研究分析了地区经济发展与污染物入江量,结果表明：（1）2003-2018年,长三角安徽8市地区生产总值逐年上涨,以“十二五”为节点,2011-2018年,8市GDP年均增长率明显减缓;（2）相比常住人口,三产占比对地区生产总值的影响较大,合肥市和铜陵市的GDP年均增长率均较高（;3）“十五”至“十二五”期间,长三角安徽8市COD、氨氮、TP入江量大多存在波动,“十三五”以来,三项污染物入江总量均逐年下降;（4）污染物地区差异显著,安徽省长江北部城市污染物入江量高于南部城市。本文通过分析8市的地区经济发展与污染物排放特征,为污染防控提供依据。     

排污口设置对感潮河段水环境影响研究

为分析感潮河段排污口设置对水环境的影响,以常熟经济技术开发区工业污水处理厂为例,考虑排污口正常工况和事故工况,采用二维水动力水质模型进行预测。结果表明,正常排放情况下,废水引起的长江水质增量较低,不会对周边水环境保护目标产生影响。事故工况下,因废水量相较长江流量极小,各断面依旧稳定达标。研究成果可为长江感潮河段环境风险预测分析与评价提供依据,亦对优化排污口设置起到参考借鉴作用。     

基于排放影响的自由航路空域中飞行路线优化北大核心CSCD

针对飞机在航线飞行中污染物排放问题,建立基于巡航性能数据和高空预报风温数据的性能参数计算模型、CO_(2)排放量计算模型、尾迹云环境影响模型和飞行排放成本模型;然后根据自由航路空域(FRA)的运行特点和限制,对传统的Dijkstra算法进行改进,考虑飞机前序航段油耗对飞机重量及后续排放参数计算的影响,以实现CO_(2)排放量最少、尾迹云对环境影响最小和排放成本最低为目标的飞行路线动态优化。结果表明:与最短距离下的优化结果相比,以CO_(2)排放量最小为目标时的优化方案可降低CO_(2)排放量9.61%、排放成本44.35%、油耗9.61%;排放成本最小的飞行路线则可降低CO_(2)排放量5.58%、排放成本64.05%、油耗5.58%。     

长江流域主要污染物总量减排及水质响应的时空特征

从流域尺度评估污染物减排与水质响应成为我国水环境质量管理的重要内容,以长江流域为研究对象,分析了“十二五”期间长江10个子流域的主要污染物(化学需氧量和氨氮)减排效果及水质响应的时空差异。结果表明,环保投资大幅度增加促进了长江流域主要污染物的减排,然而不合理的环保投资结构导致流域水污染治理效率并不高。不同流域污染负荷差异显著,长江中下游负荷量约为源头区的4倍。不同污染物的水体质量浓度与流域负荷量之间的响应机制存在明显差异,其中,长江各流域水体氨氮质量浓度对流域的氨氮负荷量变化表现出积极的响应关系,相比之下,长江各流域水体高锰酸盐指数的年平均质量浓度变化趋势与流域化学需氧量负荷的变化并不一致。建议调整长江流域污染治理的环保投资结构,提高生活源污染的治理效率,同时在分析流域总量减排与水质响应不确定性基础上,优化和调整流域污染物管理方案.     

基于SFN-SD的北极冰区船舶航行风险传递路径研究

为明晰北极冰区船舶航行风险传递路径,从人员、船舶、环境、管理4方面识别北极冰区航行风险因素,并应用空间故障网络(SFN)理论和决策试验与评估实验室(DEMATEL)方法,分析船舶北极航行风险事件;采用主观数据获得风险传递概率和传递路径,构建北极冰区船舶航行风险传递网络模型;基于永盛轮北极航行记录数据,运用系统动力学(SD)方法,仿真并验证北极冰区船舶航行风险传递网络模型。结果表明：船舶北极航行风险事件中,8种为边缘事件,14种为过程事件,8种为最终事件;从边缘事件到最终事件有15条网络传递路径;经实例验证,所构建的风险传递网络模型可靠;通过该模型能够描述风险事件的传递效应和传递路径,获得最终风险事件的动态概率曲线,揭示北极冰区船舶航行风险传递的规律,为风险防范措施的制定提供技术支持。     

“三线一单”大气管控单元划分法在上海的应用

本研究基于“三线一单”编制技术要求计算了上海市2017年大气污染物排放量,其中SO2排放量为6. 28万吨、NOX排放量为31. 50万吨、VOCs排放量为33. 38万吨、一次PM2. 5排放量为5. 09万吨、NH3的排放量为8. 17万吨。根据上海市污染源排放特征,划分了大气环境管控单元,其中包括6个大气优先保护区、115个大气重点管控区以及1个大气环境一般管控区,其中大气重点管控区分为高排放区和受体敏感区。     

北京市典型垃圾填埋场渗滤液污染物监测与评价

为对北京地区垃圾填埋场渗滤液的产生、排放水平进行整体评估,以北京市6个渗滤液产生量大且处理工艺接近、设施稳定运行的垃圾填埋场、1个原液收集填埋场为研究对象,在2007—2012年渗滤液水质监测数据、垃圾处理情况数据的基础上,分析计算了渗滤液的产生量及污染物产生水平、典型治理工艺(生化+物化+反渗透)下的排放水平。结果表明,北京地区每吨垃圾约产生0.13 m3渗滤液,渗滤液原液及处理后,质量浓度最大的污染物为有机指标和含氮物质,其质量浓度水平以及部分重金属质量浓度高于国家平均水平。     

基于功基窗口法的LNG-电混合动力公交车道路排放研究

研究了LNG-电混合动力公交车城市道路行驶排放性能。以一辆LNG-电混合动力公交车为研究对象,在典型公交线路上开展实际道路车载排放测试,通过PEMS(Portable Emissions Measurement System)和CAN总线实时采集排气污染物排放浓度、行驶速度、发动机转速和扭矩等数据。结果表明,公交车发动机运行工况主要分布在中低转速和负荷区,不同于ETC循环工况主要分布在中高转速和负荷区。计算发现公交车城市道路运行NO_x质量排放率远高于CO与HC,CO质量排放速率约为NO_x的1/100,HC质量排放速率约为NO_x的1/9。采用基于ETC循环功的功基窗口法计算发动机排气污染物比排放值,发现发动机平均输出功率偏低,测试样本功基窗口持续时间为ETC循环时长的1.4倍。测算结果表明,在全部有效功基窗口中,CO和HC比排放低于排放限值(征求意见稿),而NO_x比排放高于排放限值。研究表明,功基窗口法能有效分析LNG-电混合动力公交车排放,分析车载测试数据,得出的比排放数值能够反映车辆实际道路行驶排放水平。     

基于VDI2198循环的内燃叉车实际作业排放特性

为了分析实际作业的叉车排放特征,基于VDI2198循环,采用车载排放测试系统(PEMS)对某基本型配备非道路国Ⅲ柴油发动机叉车进行前进、后退、货物举升、货物下降4种作业工况下的实车道路排放测试。结果表明,各排放物的排放速率在前进、货物举升和货物下降工况下处于较高水平,在后退工况下处于较低水平。CO_2、NO_x基于时间的排放因子在前进工况下最高,其原因是在前进工况下发动机处于合理转速工作区,进气充足,燃料燃烧较为充分,达到了高温富氧条件;CO、PN基于时间的排放因子在货物举升工况下最高,其原因是举升工况下发动机转速过高,进气不足、喷油量增加导致大量燃料不完全燃烧。后退工况下较低的CO_2基于时间排放因子,使得各污染物基于CO_2当量排放因子在后退工况下较高。与美国NONROAD模型中同类叉车排放水平对比,试验叉车的CO排放水平远低于Tier4A之前的排放水平,远高于Tier4排放水平;NO_x的排放水平低于Tier4A之前的排放水平,稍高于Tier4的排放水平。适度超载对排放影响较小,冷起动对排放影响较大。坡度增加对排放影响显著,坡度从0(平地)增至10%,CO、NO_x、PN、CO_2基于里程的排放因子分别增加了54%、19%、100%、27%;坡度从10%增加至15%,CO、NO_x、PN、CO_2基于里程的排放因子分别增加了41%、50%、51%、56%。