参数选取对畜禽养殖业大气氨排放的影响:以长三角地区为例

氨对于大气细颗粒物中二次无机盐的生成具有十分重要的作用,近年来引起了国内外学者的高度关注.相对准确地定量氨排放对于深入研究二次气溶胶的理化过程、实现较好的数值模拟性能,以及开展氨排放精细化管控具有极为重要的科学意义和现实意义.已有研究表明,农业源是大气氨的主要排放源,其中,畜禽养殖业的氨排放占比最大.已有针对畜禽养殖业氨排放的研究大多采用排放系数法建立氨排放清单,然而,不同参数的选取会对研究结果造成较大差异.本文从活动水平和排放系数选取上做出了多种假设,构建了8种情景,以2017年为基准年,分别计算了长三角地区畜禽养殖业大气氨排放.结果表明,选取不同的活动水平对清单估算结果的影响最大,选取出栏量计算的结果较选取存栏量高出27.6%～34.1%.选取更细致的月均温的计算结果高出以年均温结果0.3～0.4万t.此外,清单的时空分布特征也与该两项参数密切相关,以存栏量进行估算的结果中,舟山地区排放强度最低,淮南市最高;以出栏量进行估算的结果中,丽水排放强度最低,南京最高.以月均温度估算情景中将获得更准确的月排放廓线,全年中5～9月排放量最高,冬季(12、 1和2月)排放量最小.     

苏州市人为源氨排放清单及其分布特征

通过调研分析苏州大市范围内的农业、工业、生活及交通等相关活动水平数据,采用排放因子法建立了2013年苏州市人为源氨排放清单. 结果表明:2013年苏州市人为源氨排放总量为22 020.18 t,排放强度为3.06 t/km2;畜禽养殖、工业源、氮肥施用是苏州市氨排放的主要来源,排放量分别为8 080.99、7 103.50、4 841.23 t,共占氨排放总量的90.94%. 其中,工业源的氨排放分担率为32.25%,高于全国平均值,火电行业和化肥制造行业的氨排放占工业源排放总量的90.14%,烟气脱硝过程的氨逃逸值得关注;在畜禽源中,肉鸡和生猪是最大的氨排放源,二者排放量分别占畜禽养殖氨排放总量的42.59%和37.14%. 太仓、张家港、常熟依次为苏州市氨排放量和排放强度最大的3个地区,共占氨排放总量的69.02%,苏州市区氨排放量位列第四但排放强度最低. 空间分布特征表明,苏州市东北部氨排放较集中,中部排放量较小,周边地区特别是沿江县级市的排放量较大. 研究显示,氨排放清单的建立可为苏州市氨排放控制提供基础数据.      

河南省2013年大气氨排放清单建立及分布特征

根据收集到的城市尺度排放源活动水平数据,采用排放因子法,基于"自上而下"和"自下而上"相结合的方式建立了河南省2013年大气氨排放清单,利用GIS技术进行3 km×3 km空间网格分配.结果表明,河南省2013年大气氨排放总量为1035.3 kt,排放强度为6.4 t ·km^-2;畜禽养殖和氮肥施用为主要氨排放源,分别占总排放量的52.71%和31.53%;畜禽养殖中肉牛、蛋禽和山羊为主要贡献源,分别占畜禽养殖排放总量的34.98%、16.63%和14.02%;不同城市排放源构成和排放强度不同;南阳市、周口市、商丘市和驻马店市是排放量较大的地级市,分别占全省总量的11.53%、9.84%、9.62%和9.57%;濮阳市和漯河市排放强度最大,分别达到10.7 t ·km^-2和10.2 t ·km^-2;空间分布特征显示,中东部地区排放量较高,西部地区相对较低,排放量较大的地区集中在平原地区和人口密集区域.     

长江三角洲地区人为源氨排放清单及分布特征

根据各类氨排放源的活动水平和排放因子,估算了2004年长江三角洲地区16个城市的氨排放量.结果表明,2004年长三角地区氨排放量为460.68kt,其中,氮肥使用和畜牧源是两个最大排放源,氨排放量分别为227.33kt和203.28kt,分别占长江三角洲地区氨排放总量的49.3%和44.1%,氨排放在长三角地区各城市间有较大差异,排放量超过40kt·a-1的城市为南通市、上海市、嘉兴市和泰州市,这4个城市的氨排放总量约占长三角地区氨排放量的42.5%.长江三角洲地区氨平均排放强度为4.20t·km-2·a-1,排放强度超过6t·km-2·a-1的城市为嘉兴市、南通市、泰州市和上海市,其中,嘉兴市的排放强度最大,为10.83 t·km-2·a-1.     

珠江三角洲人为氨源排放清单及特征

根据收集的珠江三角洲(珠三角)人为氨源的活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了该地区2006年人为氨源分类别和分城市的排放清单.结果表明:①2006年珠三角地区人为氨源NH3排放总量约为194.8kt;②农业源是珠江三角洲地区人为氨源的主要排放贡献源,其中畜禽源排放的NH3占总排放量的62.1%,其次是氮肥施用源,其贡献率为21.7%;③畜禽源中肉鸡是NH3排放最大贡献源,占畜禽源NH3排放总量的43.4%,其次是肉猪,其贡献率为32.1%;④广州是珠三角地区2006年人为氨源排放量最大的城市,其次是江门,分别占NH3总排放量的23.4%和19.1%,主要的排放源均为畜禽和氮肥施用源.     

青岛市人为源氨排放清单及分布特征

通过调查收集各类人为源氨排放活动水平数据,选取合适的排放因子,建立了青岛市2019年人为源氨排放清单,分析了青岛市人为源氨排放贡献特征及分布特征.结果表明,2019年青岛市人为源氨排放总量为28.33×10³ t,排放强度为2.51 t·km^-2.其中,畜禽养殖是青岛市最主要的排放源,占全市氨排放总量的比例高达77.80%,其次为农田生态系统和废弃物处理,氨排放量分别占全市总量的7.64%和6.87%.2019年,平度市和莱西市氨排放量较高,分别占青岛市氨排放总量的34.18%和26.23%,而市北区和莱西市排放强度较高,分别达到7.26 t·km^-2和4.74 t·km^-2.从空间分布上,氨排放量较高的镇街主要分布在青岛市北部和西北部,而排放强度较高的镇街则集中在青岛市市区中部和北部地区.     

北京市生活垃圾填埋场氨排放特征研究

氨是生活垃圾填埋场产生的主要恶臭物质之一,同时也是PM2.5的重要前体物.依据环境空气氨测定和无组织废气监测方法,研究了北京市两家垃圾填埋场的工艺关键点和厂界的氨浓度水平.结果表明填埋作业面、污泥处理车间和渗滤液调节池等工艺关键点的氨浓度为0.078~0.341 mg·m-3.工艺关键点的氨浓度呈现日间高、夜间低的特点,温度和湿度是主要气象影响因素,阴雨天气时监测结果明显偏低.氨浓度在厂界外有明显下降趋势,厂界下风向100 m处平均下降60.00%,300 m处平均下降69.90%.研究为北京市垃圾填埋场氨排放水平本地化和氨排放监测管理提供科研支持.     

华北平原曲周县人为源氨排放清单及分布特征

以华北地区典型农业县曲周县为研究对象,通过收集本地人为源活动水平数据和相关氨排放因子,利用排放因子法建立2002～2019年人为源氨排放清单,并且采用当地实测的农田氮肥施用氨排放因子和县域农户生产调研数据优化2019年氨排放清单.结果表明,曲周县氨排放总量呈现“双峰”模式,从2002年的6 682.9 t增加到2004年的7 195.0 t,随后下降到2008年的5 872.0 t; 2015年增加到7 010.5 t,随后逐步下降到2018年的5 636.3 t.畜禽养殖(61%～75%)和氮肥施用(14%～28%)是主要氨排放源. 2019年曲周县氨排放总量为6 559.7 t,其中氮肥施用和畜禽养殖分别贡献28%和61%.小麦为氨排放最高的作物,占种植业氨排放总量的40%;蛋鸡为氨排放量最大的畜禽,贡献率为畜禽养殖的40%.在空间分布上呈现南高北低的趋势,南里岳乡和白寨乡为主要排放热区,全县平均氨排放强度达到13.5 t·km^-2.在县域尺度上重点开展小麦种植和蛋鸡养殖氨减排将有助于华北平原大气氨污染治理.     

长株潭地区人为源氨排放清单及分布特征

根据收集到的长株潭地区各类人为源氨排放的活动水平数据和排放系数,建立了长株潭地区2013年人为源氨排放清单,并根据空间特征数据进行了3 km×3km的空间网格分配.结果表明,长株潭地区2013年人为源氨排放总量为7.27×10~4t,排放强度为2.59 t·km~(-2);其中,畜禽养殖业和农田生态系统为最主要的氨排放源,氨排放分担率分别达58.60%和29.73%;畜禽养殖业中,肉牛、蛋鸡和肉猪是主要贡献源,分别占畜禽养殖业氨排放总量的26.26%、21.40%和18.43%;宁乡县、湘潭县和浏阳市为氨排放量较大的县市,分别占长株潭地区氨排放总量的17.49%、12.82%和12.02%;石峰区和岳塘区的氨排放强度最大,分别达到了9.14 t·km~(-2)和5.01 t·km~(-2).空间分布特征显示排放量较大的网格主要是大型点源.     

基于在线观测本地因子的长三角家禽养殖氨排放时空分布特征

为获取长三角地区家禽养殖氨排放因子和时空分布特征,通过在线高分辨率监测系统对典型规模化蛋鸡养殖场棚舍养殖和粪便堆肥环节的氨浓度进行连续监测,获取不同季节、不同生长阶段的氨浓度和排放因子,并建立基于本地化排放因子的长三角家禽养殖氨排放清单.结果表明,棚舍养殖和粪便堆肥环节春夏秋冬4个季节ρ（NH₃）日均值分别为：（1.85±0.38）、（4.58±0.33）、（3.87±0.12）、（2.83±0.47）mg·m^-3和（2.04±0.50）、（4.04±1.04）、（2.51±0.67）、（1.55±0.16）mg·m^-3,氨浓度呈显著的日小时变化趋势,养殖棚舍春夏秋冬小时ρ（NH₃）最大值出现在中午13:00～14:00,最小值出现在凌晨01:00～03:00,粪便堆肥环节夏秋季节的小时ρ（NH₃）最大值出现在16:00～19:00,春冬季的日小时变化过程则不明显;氨日小时浓度变化主要受日温度变化、畜禽活动和清粪管理等因素影响.蛋鸡不同生长阶段的氨浓度呈显著差异,青年鸡、产蛋鸡...     

北京市餐饮业大气污染物排放特征

餐饮业是中国大型城市大气环境污染源之一.为了解餐饮业大气污染物的产生能力,本研究以北京为研究对象,选取41家不同菜系的餐饮企业,现场实地检测了净化设备前端的油烟、颗粒物和非甲烷总烃(NMHC)的产生浓度水平.结果表明,净化前油烟、颗粒物和NMHC的初始平均浓度约为1.93、 6.6和10.9 mg·m^-3.提出了一种基于工作日与非工作日的估算污染物排放总量的计算方法.并基于北京市餐饮企业数量和本研究测得的排放因子,初步估算了2019年全市餐饮源主要污染物的初始产生总量,油烟、颗粒物和NMHC的年排放总量分别为5 512、 18 849和6 169 t.川湘菜、烧烤、烤鸭与家常菜产生的油烟与颗粒物浓度的Pearson系数均>0.6,具有强相关性;其中川湘菜和烤鸭排放的Pearson系数均>0.8,呈现极强相关性.     

超低排放下燃煤电厂氨排放特征

燃煤电厂采用SCR(选择性催化还原)脱硝过程消耗大量的氨,同时存在氨逃逸和氨排放问题.为了掌握超低排放燃煤机组的氨排放程度、脱硝氨逃逸情况以及各环保设施对氨的协同脱除能力,为燃煤电厂氨减排政策制定和氨减排技术研发提供支持.在京津冀大气污染传输通道城市中选取11个城市中的14台机组,采用例如DL/T 260—2012《燃煤电厂烟含脱硝装置性能验收试验规范》的标准方法用稀硫酸吸收烟气中的氨再结合分光光度测试方法,对环保设施多个位置的烟气中氨进行浓度测试.结果表明:①氨排放浓度介于0.05~3.27 mg/m3之间,平均约0.95 mg/m3,通过烟气排入大气中氨的浓度不高;②测试的14台机组中有7台机组(约50%)脱硝氨逃逸值高于设计值(2.28 mg/m3),说明脱硝氨逃逸超过设计值呈普遍现象,个别电厂脱硝氨逃逸严重,氨逃逸亟待解决;③环保设施对逃逸氨具有较好的协同脱除能力,平均脱除率约为64.86%.建议对于SCR脱硝氨逃逸严重的机组,对SCR出口烟道截面氮氧化物(NO_x)实施网格式测试,在此基础上实施精细化精准喷氨、优化流场、提高SCR脱硝运行水平(或采用专业化运维),从源头上减少氨耗量,降低系统能耗和氨排放.      

北京市电子工业VOCs排放特征及行业排放强度对比

为更好地掌握北京市电子工业挥发性有机物（VOCs）排放特征及其与其他溶剂使用行业的排放差异,为工业结构调整提供启发和建议,通过实际监测,识别电子工业有组织和无组织VOCs排放水平,采用产污系数法并结合集气效率和去除效率,核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量及各子行业的排放贡献,并与其他典型溶剂使用行业的VOCs排放强度进行了对比.结果表明:电子工业VOCs产生主要集中在光刻、清洗、剥离、显影等环节,使用的有机溶剂主要包括光刻胶、稀释剂、清洗剂和去除剂,分别约占3%、81%、6%和10%,其中约16%以废气形式排入大气.核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量为1 542 t,主要来自显示器件和集成电路行业,分别贡献了71%和18%,与其产量和有机溶剂使用量较大有关,电子专用材料制造和其他行业则分别贡献了3.2%和7.8%.通过与其他典型溶剂使用行业排放强度对比发现,电子工业单位产值VOCs排放强度较低,是家具制造、印刷等传统溶剂使用行业的1/2 750和1/3 250,说明北京市工业结构调整和优化对于减少污染排放具有重要作用.研究显示,可综合城市发展及经济水平,逐步限制发展高排放工业类别,鼓励发展如电子工业等技术密集型和附加值高的行业类别,从而促进城市空气质量的改善.      

北京机动车尾气排放特征研究

近年来随着机动车保有量的快速增加,北京市机动车排放污染受到越来越多的关注。本研究应用COPERTⅣ模型计算了北京不同类型机动车排放因子,根据保有量和年均行驶里程等基础数据计算了2009年机动车尾气污染物排放量;调查了北京典型道路车流量和车辆运行速度等参数,计算机动车尾气排放强度,得出了典型道路不同污染物的综合排放因子;应用COPERTⅣ模型分析了车速对不同污染物排放的影响,将基于G IS的机动车活动强度、行驶速度和排放因子结合在一起,得到了北京机动车尾气排放网格分布清单。结果表明:CO排放量为71.58×104t,HC排放量为7.95×104t,NOx排放量为8.77×104t,PM排放量为0.38×104t。北京城区高峰小时CO排放量为143.9 t/h,HC排放量为18.6 t/h,NOx排放量为12.5/h,PM10排放量为1.14 t/h。     

北京市典型餐饮企业VOCs排放特征研究

选取北京市餐饮业中的烧烤、中式快餐、西式快餐、川菜和浙菜这5种典型菜系,借鉴EPA相关方法,对典型餐饮企业排放油烟气中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行了采样分析,研究了各菜系排放VOCs的浓度水平和组分构成.结果表明按基准风量折算后,烧烤的VOCs排放浓度水平最高,达到12.22 mg·m-3,中、西式快餐、川菜和浙菜为4mg·m-3左右.5种典型菜系中,烧烤的VOCs排放组分构成与非烧烤类菜系具有明显区别,主要组分有丙烯、1-丁烯和正丁烷等.非烧烤菜系的主要组分是乙醇,其中西式快餐排放的醛酮类有机物比重较高.通过分析各菜系的单个灶头基准风量浓度可知,同等规模的烧烤类餐饮企业对大气环境质量的影响高于非烧烤类餐饮企业,应是重点管控对象.     

邳州市畜禽养殖业污染问题研究

针对当前中国农村飞速发展的畜禽养殖业,以江苏省邳州市为例深入调研了近年来邳州市畜禽养殖业的发展水平和发展现状,以点代面指出当前中国大多数农村畜禽养殖存在的对畜禽养殖认识不足、选址不当、规模化程度低、管理较为粗放、监管力度不够、环境污染严重等主要问题,对下一步畜禽养殖业的发展和污染治理问题作了探讨并提出了加强监管、多渠道投入治理污染和废物综合利用、搞好养殖场规划等对策.     

北京市机动车污染物排放特征

定量分析计算机动车污染物排放特征 ,对城市汽车污染控制决策具有重要意义 .在利用实测数据确定基本参数的基础上 ,用 MOBILE5模型计算了北京市机动车污染物排放因子 ,获得了城区和全市机动车污染物排放总量和排放分担率 ,并分析了不同车型车种在城市区域汽车污染中的贡献率 .结果表明 ,北京市城区 CO,HC和 NO_x 的排放总量中 ,汽车源排放分担率分别为 :78% ,83%和 46% .     

西安市人为源大气氨排放清单及特征

根据西安市各类氨排放源活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了2013年西安市人为源大气氨排放清单.结果表明,2013年西安市人为源大气氨排放量为47.17×10~3t,排放强度为4.57 t·km~(-2);畜禽养殖和氮肥施用是排放贡献最大的两个人为源,氨排放量分别为20.55×10~3t和17.51×10~3t,占排放总量的80.68%;畜禽养殖中,牛和猪是最大的排放源,占畜禽养殖排放总量的75.03%;临潼区是排放量最大行政区,排放量为10.73×10~3t,分担率为23.22%;阎良区的排放强度最大,达到14.75 t·km~(-2).