中国民用煤燃烧排放细颗粒物中重金属的清单

基于稀释通道采样系统和室内模拟燃烧实测,并搜集全国各省区煤中11种重金属的含量,推算出两种常用民用煤(蜂窝煤和块煤)燃烧排放的细颗粒物(PM_(2.5))中V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb等11种重金属排放因子.计算了2012年全国(除港、澳、台地区)民用燃煤排放PM_(2.5)中重金属的排放量,并建立了全国30 km×30 km的网格化清单.结果表明,蜂窝煤燃烧排放PM2.5中,Pb、Zn、As和Cu的排放因子较高,分别为27.1、16.8、0.99和0.97 mg·kg-1,分别是块煤的56、6、10和2倍.2012年我国民用燃煤燃烧排放PM_(2.5)中V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb的排放总量分别为0.5、30.1、59.5、1.1、29.3、20.0、188.9、64.9、1.6、3.4和176.7 t.湖南、河北、内蒙古、河南和山东等省区民用煤燃烧排放的各种重金属总排放量较高,分别占全国排放总量的12.4%、12.3%、10.4%、9.9%和9.3%.不同重金属的单位面积排放强度与人均排放量显示,北京、河南、山东、湖南、江西、贵州以及内蒙古等地区存在较高的重金属健康风险.空间分布信息显示,Zn和Pb年排放量较大的地区分布较广,主要分布在内蒙古、河北、北京、天津、山东、河南、甘肃、湖南以及江西等省(市)区.本研究所得细粒子中重金属清单可为区域空气质量模拟、人体健康风险评估等提供基础数据.     

城市生活垃圾露天焚烧PM2.5及其组分排放特征

利用稀释采样系统,针对桶内燃烧和自然堆积两种常见露天焚烧方式,分别对橡塑类、纸类和木竹类这3种组分生活垃圾露天焚烧PM_(2.5)排放特征进行实测,计算PM_(2.5)、OC、EC、水溶性离子和无机元素排放因子.结果表明,木竹类生活垃圾PM_(2.5)排放因子(7.44±0.76)g·kg~(-1)最高,纸类PM_(2.5)排放因子(2.72±0.52)g·kg~(-1)最低.桶内燃烧的条件会造成更多污染物排放.在不同的燃烧方式下,橡塑类和纸类生活垃圾在桶内燃烧的条件下PM_(2.5)排放因子是自然堆积燃烧的2.5~3.5倍.PM_(2.5)中OC和EC为主要组成成分,PM_(2.5)组分构成占比约为46.6%~67.2%.不同垃圾组分OC/EC比率差异较大,但该比率受焚烧条件影响较小,有助于解析不同组分垃圾焚烧排放贡献.水溶性离子中NH+4离子、Cl-离子含量最高,在PM_(2.5)中所占比例范围分别为2.28%~6.35%和1.04%~14.31%.无机元素中Ca、K、Fe和Ba元素排放因子较高.重金属元素中Zn元素排放因子最高,Cu、Cr、Sb和Pb等元素也有一定富集.Zn元素含量主要由燃烧方式决定,桶内燃烧大约是自然堆积燃烧的20倍左右.     

水泥窑协同处置POPs污染土壤对环境的影响研究

 分析了水泥窑协同处置POPs污染土壤对烟气中污染物排放和熟料品质的影响,结果表明,SO2、NOx、HCl、Hg、As、Ni、Pb、粉尘、二 的排放量均低于工业大气污染物排放规定限制,与空白试验相比,水泥窑协同处置污染土壤过程中烟气中特征污染物排放量没有显著增加.水泥熟料化学成分满足相关规定,熟料产品质量达到相关标准,因此利用水泥窑协同处置POPs污染土壤是一种环境友好处理方式.     

成都西南郊区春季PM2.5中元素特征及重金属潜在生态风险评价

于2012年和2014年春季在成都西南郊区采集PM_(2.5)样品,采用重量法测定PM_(2.5)的浓度,利用X射线荧光光谱法测定PM_(2.5)中24种元素的质量浓度,运用地累积指数法和富集因子法分别讨论了PM_(2.5)中元素的污染特征、富集程度及来源,并用潜在生态风险指数法对PM_(2.5)中重金属的潜在生态风险进行评价.结果表明,成都西南郊区春季PM_(2.5)的质量浓度处于相对较高的水平;PM_(2.5)中元素组成特征表现为K和S的质量分数最高,Ga、Cs、Co、Cd、V的质量分数最低.国内外典型城市比较发现,不同城市PM_(2.5)中元素质量浓度水平存在较大差异.地累积指数结果表明,PM_(2.5)中As、Br、S、Cd、Se、Pb、Cl和Zn污染程度较严重.富集因子分析表明,PM_(2.5)中Se、Cd为超富集,As、Br、Cl、Pb、Zn、S为高度富集,Cu、Cs、Ni、Ga、Co为中度富集,这些元素主要受人为污染影响,受自然源的影响很小;Cr、Mn、Ca、V为轻度富集,受自然源和人为源的共同作用;Na、Ti、Al、Si和Mg为基本无富集或微量富集,主要来自于土壤尘或扬尘源.潜在生态危害指数法评价显示,PM_(2.5)中重金属单因子潜在生态危害程度大小为CdAsPbCuZnNiCoCrMnVTi,重金属联合的潜在生态风险为极强,Cd是多种重金属联合的潜在生态风险指数中的主要贡献因子.     

上海郊区家庭妇女PM2.5重金属组分暴露水平、来源与健康风险

为了解上海市郊区家庭妇女大气PM_(2.5)及重金属组分的呼吸暴露水平和潜在健康风险,于2017年2月至2018年6月使用SKC个体采样泵对松江区143位研究对象开展个体暴露监测,采用能量色散X射线荧光光谱法(ED-XRF)测定PM_(2.5)中13种无机元素的质量浓度.利用PMF源解析技术和美国环保署推荐的健康风险评价模型,对Ni、V、Cr、Mn、As和Pb的来源和暴露风险进行分析.结果表明,家庭主妇PM_(2.5)的年日均暴露浓度为40. 61μg·m-3,普遍高于周边环境监测站点的PM_(2.5)平均水平.Cr(Ⅵ)和As的致癌健康风险超过了可接受水平(10-6); V、Cr(Ⅵ)、Mn、Ni和As的非致癌风险处于安全水平,但5种元素的非致癌风险加和超出了安全阈值( 1). PM_(2.5)中10种无机元素(Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、As和Pb)的主要来源包括扬尘与室内源混合源(43. 8%)、工业冶炼尘(34. 6%)、燃煤(14. 5%)和燃油(7. 2%).根据源类的健康风险评价结果,应进一步加强工业冶炼和化石燃料燃烧综合防控.     

小型燃煤机组烟气重金属排放特征研究

100 MW以下燃煤机组呈单台容量小、总台数大的特点,是燃煤重金属污染的主要排放源之一.选择7台12 MW燃煤机组,采用美国环境保护局Method 29法现场检测燃煤机组烟气重金属排放浓度,分析烟气中Hg、Pb、Cr、As的排放特征;采集机组产生的飞灰和底灰,分析除尘技术对重金属的富集特性.结果表明:100 MW以下燃煤机组烟气中重金属经脱硝除尘脱硫装置协同控制后,ρ（Hg）为0.20~0.44 μg/m3,烟气Hg以气态形式存在,其占比为100.0%;ρ（Pb）为0.5~2.6 μg/m3,烟气Pb主要以气态形式存在,其占比为38.7%~92.1%;ρ（As）为0.6~3.0 μg/m3,烟气As主要以气态形式存在,其占比为67.8%~100.0%;ρ（Cr）为3.6~23.9 μg/m3,烟气Cr主要以颗粒态形式存在,其占比为65.8%~99.2%.飞灰富集Hg、Pb、Cr、As的能力大于底灰.重金属主要富集于飞灰中的细颗粒物中,采取除尘技术可有效协同控制烟气中的Hg、Pb、Cr、As;飞灰中重金属元素Hg、Pb相对富集系数均与煤中硫含量呈负相关,半干法脱硫+袋式除尘技术对飞灰富集Hg有促进作用.小型燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As的排放因子分别为0.002 2~0.005 1、5~17、42~160、7~24 mg/t.研究显示,100 MW以下燃煤机组与100 MW及以上燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As排放特征不同,100 MW以下燃煤机组烟气Hg排放浓度较小,二者烟气Pb、Cr、As排放浓度相近,选用湿式电除尘技术可进一步降低烟气Hg、Pb、Cr、As的排放浓度.      

1000MW近零排放燃煤机组重金属排放及分布特征

采用EPA 29方法对国华寿光电厂2号1000MW超超临界燃煤机组污染物控制单元进行采样,开展了重金属污染物(As、Pb、Se、Cd)全流程监测.建立了包括气体/固体/液体中重金属的燃煤过程中质量平衡,并考察了重金属在机组中的富集与分布特征.结果表明:该机组烟气排放的重金属含量相对较低,100%负荷时As、Se、Pb、Cd排放浓度分别为1.11,0.59,0.33和0.01 μg/m³,45%负荷时相关重金属排放和100%负荷接近.给出了不同负荷下各种重金属在燃煤机组的分布,燃烧后Pb、Se、Cd主要富集到飞灰中,但低负荷时底渣中Se和Cd的比例明显升高.APCDs中,ESP对烟气中As、Pb、Se、Cd四种元素的脱除率均达到了97%以上,不同负荷下WFGD和WESP对这些重金属具有深度脱除的效果.     

自贡市冬季大气PM2.5组分特征分析及来源解析

为探究自贡市冬季大气PM_(2.5)污染特征,文章分析了自贡市冬季大气PM_(2.5)中水溶性离子、无机元素和碳质组分的浓度水平及来源。结果表明,二次无机离子(NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+)是自贡冬季PM_(2.5)中水溶性离子的重要组成部分,占PM_(2.5)质量浓度的45.8%。SOR和NOR值分别为0.45和0.31,说明自贡市二次离子污染较为严重;PM_(2.5)中无机元素总浓度为2.7μg/m~3,占PM_(2.5)质量浓度的3.9%。通过富集因子法分析,Pd、Te、Ag、Cd、Sb、Se、Mo、Sn、Hg、Br、Cs、Tl为高度富集;As、Co、Sc、Ga、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni为中度富集;Al、K、Mn、V、Ba为轻度富集;TC质量浓度为19.3μg/m~3,其中OC为11.7μg/m~3、EC为7.5μg/m~3,分别占PM_(2.5)质量浓度的15.3%、9.8%。PM_(2.5)中SOC平均浓度为1.6μg/m~3,占OC的13.7%;自贡市冬季PM_(2.5)来源贡献大小依次为二次硝酸盐(24.5%)、移动源(20.9%)、二次硫酸盐(18.1%)、工业源(17.2%)、生物质燃烧源(10.1%)、扬尘源(9.2%),应重点管控移动源、水泥行业、道路扬尘和施工扬尘、生物质燃烧等排放源。     

南昌市固定燃烧点源大气污染物排放清单及特征

大气污染物排放清单是了解区域污染物排放特征、准确模拟空气质量的重要资料,而工业点源是大气污染的重点排放源.通过收集相关活动水平信息和合理的排放因子,采用"自下而上"的方法建立了南昌市2014年点源大气污染物排放清单.结果表明,SO_2、NO_x、CO、PM_(10)、PM_(2.5)和VOC排放总量分别为29576.2、17115.1、25946.6、4689.4、922.9和1190.4 t,其中,金属炼制行业对SO_2、CO和VOC的贡献最高,分别占37.75%、30.59%和38.45%;火电行业是NO_x的主要来源,其贡献率为47%;水泥等建材制造行业对PM_(10)和PM_(2.5)排放贡献最高,分别为26%和25%.根据排放源污染物排放量及地理坐标信息,建立了0.4 km×0.4 km的污染物排放量空间分布特征图,结果表明,南昌市大气污染物排放较为集中,青山湖区北部和新建区北部是SO_2、NO_x、CO和VOC的主要排放区,而PM_(10)和PM_(2.5)的排放量相对分散,并在安义县出现排放高值区.通过将计算结果与统计数据结果进行对比,了解所估算清单的准确程度.对SO_2和NO_x的计算值和统计值进行统计分析,结果显示,NMB(标准化平均偏差)和NME(标准化平均误差)值均小于50%,清单计算精度较高.同时,为了解清单数据质量,对清单的不确定性进行定量分析,结果显示,SO_2和VOC不确定性较低而PM_(10)和PM_(2.5)的不确定性相对较高,清单整体不确定性与其他研究结果相差不大.建议后期研究可以从提升基础数据质量和建立具有区域代表性的排放因子数据库着手,从而减小排放量的不确定性,获得精准可靠的大气污染物清单并应用于空气质量模型预报等更深入的研究.     

郑州市某生活区大气PM2.5中重金属污染特征及生态、健康风险评估

为了研究郑州市某生活区大气重金属元素的污染特征,对郑州市某生活区进行潜在生态风险和居民健康风险的评估,利用武汉天虹TH-16A型大气颗粒物智能采样仪对郑州市某生活区大气PM_(2.5)样品进行采集,并用波长色散X射线荧光光谱法(ambient air determination of inorganic elements in ambient particle matter wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry,WD-XRF)分析17种金属元素的质量浓度;用富集因子法、主成分分析法对重金属的来源进行解析;用生态风险指数法和美国环保署的健康风险评价法分别对Cr、Cd、Cu、Zn、Ni、Pb和As等元素的潜在生态风险、居民健康风险进行评估.结果表明,富集因子(enrichment factor,EF)值较高的金属为Cd、Sb、Pb和As,其中Cd的富集因子值最高,为8 657. 6;郑州市某生活区金属元素的来源主要为地壳源/燃煤源、燃油源、垃圾燃烧源、冶金尘源和机动车排放源; Cd、Pb、Zn、As、Cu、Ni和Cr的单因子潜在生态危害指数值分别为70 420. 2、255. 3、204. 6、71. 5、36. 9、24. 0和5. 1;郑州市某生活区的Cd、As和Cr具有致癌风险,Cd的危害最大; Mn具有非致癌风险.     

中国城市轻型车的排放特性

采用机动车实际上路排放测试系统对北京、重庆和成都3城市27辆轻型车进行了测试和分析;采用发动机比功率VSP、发动机负荷ES和排放单元BIN分析了轻型车瞬态排故的特征及影响排放的主要因素.结果表明.发动机技术和累计行驶里程对排放的影响很大,而VSP等概念还反映了道路坡度对排放因子的影响;由于城市道路坡度的差异,导致同一测试车辆在重庆和成都2个城市的排放水平相差10%～100%.     

大气排污交易政策在我国的试点

在分析国内外近年来环境管理思想及策略发展的基础上,以实例说明了大气排污交易政策在我国实施的重要意义及强大的生命力。大气排污交易由泡泡政策、补偿政策、净得政策、排污量存储政策组成。现阶段我国实施大气排污交易政策主要在同一厂区＂以新带老＂、排污补偿及可用购买盈余排污量来达到排放标准三方面进行。文章还论述了排污交易量、排污交易费用确定的原则及管理办法。     

Estimation of VOC emissions

Emissions of volatile organic compounds (VOCs) is a major concern for industry. In order to reduce these, and to apply prevention options, it is necessary to accurately quantify them. A reliable methodology for such quantification does not yet exist. This paper presents an overview of methods currently available, together with some shortcomings. It urges further work to develop reliable techniques, and suggests possible areas for future work.     

2013～2017年江苏省人为源氨排放清单的建立及特征

根据江苏省各类氨排放源活动水平数据,采用合理的清单测算方法和排放因子,建立了2013～2017年江苏省人为源氨排放清单,对其历年来人为源氨排放量的变化趋势进行分析.利用Arc GIS软件对江苏省人为源氨排放量及排放强度的分布特征进行分析.结果表明,江苏省的氨排放量由2013年的624. 84 kt减少至2017年的562. 47 kt,年均下降率约为2. 6%.农业源一直是江苏省最主要的氨排放源,2017年时占江苏省氨排放总量的82. 4%;蛋鸡是畜禽养殖源中最大的氨排放源,占畜禽源氨排放量的49. 3%. 2017年江苏省氨平均排放强度为5. 3 t·km~(-2),其中盐城市和徐州市是江苏省人为源氨排放量和排放强度最大的两个城市,镇江市的氨排放量和排放强度最小.     

船舶大气污染排放的研究进展

船舶是大气污染的重要来源,其排放的NOx占化石燃料源的15%左右,SO2占人为源的4%~9%。国内外从3个方向开展对船舶大气污染的研究:(1)对大气气候影响;(2)源清单计算;(3)排放因子测量。船舶排放的多种污染物可改变空气质量;对大气辐射收支产生直接和间接影响;对海洋大气的成云效应产生影响。船舶源清单主要有2种计算方法:基于燃料消耗的方法,适用于长时间大尺度计算;基于船舶活动情况的方法,适用于高空间分辨率计算。排放因子测量有台架试验和空中烟羽测量2种方法:前者测量结果准确,条件设定自由;后者可行性高,并能提供颗粒物增长转化信息。国内研究尚处于起步阶段,需要建立完整的船舶排放清单,开展排放因子的测试和修正工作。     

北京市民用燃煤烟气中气态污染物排放特征

以北京远郊农村居民常用的蜂窝煤、煤球、烟煤散煤为实验用煤,开展燃烧实验.研究了烟气无机污染物排放因子、VOCs释放情况.结果表明在充分燃烧的条件下,蜂窝煤、煤球、烟煤气态污染物SO2排放因子分别为1.50、1.91、1.62kg·t~(-1);NOx排放因子分别为0.420、0.901、2.20 kg·t~(-1);CO排放因子分别为22.4、37.3、87.3 kg·t~(-1).燃烧排放的NOx和CO的排放因子顺序关系为:烟煤煤球蜂窝煤;SO2的排放因子大小顺序分别为:煤球烟煤蜂窝煤.获得了北京市2014年3种民用煤燃烧排放的气态污染物的排放清单,烟煤散煤排放的SO2超过了0.55万t,NOx超过了0.75万t,CO超过了29万t.3种煤质燃烧过程中点火和封火阶段VOCs排放浓度相对较高,各阶段VOCs排放因子为点火阶段最高,封火阶段次之.     

中国大气中重金属钒的排放特征

化石燃料原油和原煤的燃烧、含钒矿石的开采和冶炼是大气中重金属钒的主要来源。文章利用重金属钒的排放系数分析了中国1978-2010年人为过程释放到大气中重金属钒的总量和行业重金属钒的排放,预测了2020年和2030年中国大气中重金属钒的排放量。结果表明,自1978年以来,中国钒的排放量增加了4倍,中国2010年人类活动向大气排放的重金属钒总量达3.18万吨,约占世界总量的12%。原油燃烧释放到大气中的钒约占总量的85%,煤炭燃烧的排放量占10.5%,其中工业耗油向大气中释放重金属钒的比例从1980的71%下降到2008年的42%,总量从3 721 t增加至9 361 t;交通运输行业从10%上升到36%,总量从547 t增加至7 967 t;其它行业(农林牧渔水利业、批发零售业和住宿餐饮业、生活消费)基本维持在20%左右,总量从986 t增加至5 052 t。因此,应加强大气中钒的监测和管理,预防大气钒污染事件的发生。     

贵阳地区氨排放量估算

根据氨的不同排放源和排放因子,对贵阳地区2006年氨排放总量进行了估算。结果表明:贵阳地区氨排放总量为72.6kt,其中99.85%来自人为源排放,仅0.15%为自然源排放;在人为源中主要以家畜排放为主,排放量为27.8kt,占总排放量的38.30%;其次为燃煤排放,排放量为23.4kt,占32.26%。贵阳地区氨的排放强度达9.04t/km2,比中国和国外其他地区高,人均排放量达20.57kg/人,虽然与欧洲人均排放量接近,但比其他地区高很多;贵阳地区氨的排放与日本相似,都是以能源和动物排放为主,与中国和国外其他地区均不同,这可能跟贵阳特殊的地理条件和能源结构有关。     

中国燃煤汞排放量估算

研究了中国煤炭的汞含量及主要用煤行业燃煤汞排放因子．结合有关统计资料计算了我国各行业和各地区燃煤汞的排放量．全国煤炭的平均汞含量为0.22mg/kg ,主要燃煤行业中大气汞排放因子为64.0 ％ ～78.2 ％ ．1995年全国燃煤共排放汞302.9t,其中向大气中排汞量为213.8t,排入灰渣及产品中的汞为89.07t.1978（1995 年全国燃煤大气汞排放量的年平均增长速度为4.8 ％ ,累积排汞量为2493.8t ;北京、上海、天津等超大城市排汞强度较高;燃煤汞排放是中国面临的重要环境问题．     

基于在线监测的2015年中国火电排放清单

伴随着超低排放技术在中国火电行业的广泛应用,中国火电行业排放水平已发生了显著变化.故现有火电排放清单排放因子和排放量等无法反映当前火电污染物排放提标情况.基于全国火电在线监测（CEMS）、环境统计和排污许可等数据,提出一种自下而上逐企业建立中国火电行业排放清单的方法.与传统方法相比较,该方法的特点是更加全面的考虑了火电行业超低技术,实际排放浓度与活动水平等综合因素.作为实例,本文基于所提出的火电行业排放清单的方法计算了新的2015年中国火电行业排放清单（HPEC）.结果表明2015年全国火电厂SO₂、NO_x和烟尘平均排放浓度范围分别为7.88~208.57、40.33~238.2和5.86~53.93mg/m³.北京、上海火电排放基本达到《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014~2020年）》制定的超低改造目标;绝大部分的省份SO₂、NO_x在线监测均值小于排污许可执行标准均值.中国燃煤机组的SO₂、NO_x、烟尘排放因子平均值分别为0.67、0.76、0.16g/kg（以入炉煤计）.全国火电CO、VOCs、NO_x、SO₂、PM₁₀、PM_2.5总排放量分别为403.87、10.73、122.94、146.68、28.72和22.80万t/a,平均排放绩效值分别为1.06、0.03、0.32、0.39、0.08、0.06g/（kW×h）.