典型城市碳达峰能源政策下空气质量协同改善效益评估

碳达峰能源政策可同时实现减污降碳,带来明显的空气质量改善及人群健康效益.本研究综合利用LEAP模型、WRF-CMAQ模型和BenMAP-CE模型,量化评估了惠州市能源政策和大气污染控制措施对二氧化碳和大气污染物排放、空气质量和人群健康的影响.结果表明, 不实施碳达峰的基准情景下惠州市CO₂排放将持续增长,而能源转型能使惠州市在2030年实现碳达峰值6906万t目标,碳减排贡献最大是 电力部门;大气污染末端控制措施叠加能源政策可从源头进一步减少SO₂、VOCs、NO_x、PM_2.5的排放,较基准年2019分别减排4695、44142、38422、12493 t.能源转型情景下惠州市2035年PM_2.5年均浓度可以从基准情景的18.25 μg·m^-3下降至14.95 μg·m^-3,小于世界卫生组织过渡期 第3阶段目标（15 μg·m^-3）,O₃年均浓度也可大幅降低至133.68 μg·m^-3;进而得到归因于PM_2.5和O₃的可避免早逝人数分别为448例（95% CI：143~737）和36例（95% CI：11~61）,相对于基准情景获得的人群健康效益为37.88亿元（95% CI：12.37~61.56）.     

江苏省二氧化碳减排政策对空气质量改善增益

碳排放达峰和空气质量达标是当前大气环境研究的热点问题.利用排放因子法建立2010~2019年江苏省城市级温室气体排放清单,进一步结合温室气体-大气污染物协同关系分析和WRF-Chem空气质量模型模拟,量化不同碳减排情景下空气质量改善的协同增益.结果表明,2010~2019年江苏省CO₂年均排放量为701.74~897.47 Mt,其中苏州、徐州和南京排放量最高（91.19~182.12 Mt ·a^-1）,扬州、宿迁和连云港排放量最低（13.19~32.54 Mt ·a^-1）,大部分城市CO₂排放呈持续上升趋势.能源活动为CO₂排放的主要来源,贡献率占比近90%,工业生产过程贡献率约10%.依据减排侧重点的不同设计3类CO₂减排情景,分别为全部门协同减排、优先能源减排和优先工业减排,每类减排情景包含不同的CO₂减排力度（10%、20%和40%）.情景模拟结果指出,以2017为基准年,全部门协同、优先能源和优先工业减排中PM_2.5年均浓度下降幅度分别为6.7~21.1、3.1~12.0和3.4~14.3 μg ·m^-3.全部门协同减排对PM_2.5污染改善最为显著,在全部门减排情景为40%下,除徐州和宿迁外其它城市PM_2.5年均浓度值均能达到国家Ⅱ级标准（35 μg ·m^-3）.PM₁₀、SO₂、NO₂和CO的变化响应与PM_2.5类似,但O₃污染在优先能源和优先工业情景下呈现出不同程度的上升趋势.     

减排背景下成都大气PM2.5碳质组分特征

近年来,国务院颁布的《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》对我国空气质量的全面改善起到了重要作用,然而,当前鲜有对四川盆地两大政策实施效果进行评估以及对政策实施后PM_2.5化学组分新特征的针对性研究.2017年和2020年分别是两大污染减排政策实施效果评估的关键时期,为对两时期成都市大气PM_2.5及其中碳质组分特征进行全面了解,分别于2016年10月至2017年7月和2020年12月在成都市区进行了PM_2.5的连续采样,并对其中有机碳（OC）和元素碳（EC）进行了分析.结果表明：①2016~2017年成都市ρ（PM_2.5）平均值为（114.0±76.4）μg·m^-3,最高值出现在冬季,可达（193.3±98.5）μg·m^-3,是浓度最低季节春季［（73.8±32.3）μg·m^-3］的2.6倍,而这种严重的冬季污染在2020年出现了明显改善,对应的ρ（PM_2.5）为（96.0±39.3）μg·m^-3,降幅达50.3%.②2016~2017年ρ（OC）和ρ（EC）的平均值分别为（21.1±16.4）μg·m^-3和（1.9±1.3）μg·m^-3,分别占PM_2.5的质量分数为18.5%和1.7%;ρ（OC）季节变化特征为：冬季［（40.6±21.5）μg·m^-3］>秋季［（17.0±7.0）μg·m^-3］>夏季［（14.4±3.9）μg·m^-3］>春季［（12.6±6.0）μg·m^-3］,而各季节ρ（EC）水平接近（1.3~2.4 μg·m^-3）;二次有机碳（SOC）是OC的重要组成,可占OC的质量分数为44.5%.相比2016年冬季,2020年冬季ρ（OC）降至（19.2±9.1）μg·m^-3,降幅达52.7%,EC则升高了26.1%.③随污染加重,各碳质组分及其贡献变化趋势各异,相比2016年冬季,2020年冬季OC随污染加重贡献更加趋于稳定,而SOC占比升高更为明显,二次有机组分贡献不容忽视.④各季节气团来向和污染物潜在源区均呈现出了明显差异;与2016年冬季相比,虽然2020年冬季主要气团来向未发生明显变化,但各轨迹对应的污染物浓度均出现了大幅降低,且污染物潜在源区向东部区域扩展明显.     

2013-2014年河南省PM2.5浓度及其来源模拟研究

随着城市化和工业化水平的逐渐提高,河南省的空气污染问题也日益严重.利用嵌套网格空气质量模式（NAQPMS）,数值模拟了2013年7月-2014年6月年河南省大气细颗粒物及其前体物（NO₂、SO₂、PM₁₀、PM_2.5）的地面浓度,并量化了其主要来源.结果表明：模式能够较好地再现污染物的时空演化特征.整体来讲,河南省PM_2.5的高值区集中在中部和北部地区,呈现冬季高、夏季低的特点.在线源解析模拟发现,河南省不同地区PM_2.5的来源有所不同,中西部地区主要来自于本地,而在东部和北部地市,来自周边省份的区域输送更为显著,其贡献达到40%～50%,且在PM_2.5浓度的高值区更为明显.就行业贡献而言,居民源、工业源和机动车排放是河南省PM_2.5浓度的主要来源,其浓度贡献分别为23.7 μg·m^-3（贡献比例24%,下同）、20.6 μg·m^-3（21%）和21.3 μg·m^-3（22%）,电厂、农牧业和地面扬尘的浓度贡献分别为7.0 μg·m^-3（7%）、8.7 μg·m^-3（9%）和17.8 μg·m^-3（18%）.受居民源影响最大的地区是河南中东部和北部地市,其贡献达到PM_2.5浓度的27%、27%和25%.工业源影响最大的地区集中在太行山南部地市,其浓度贡献为26.4 μg·m^-3（24%）,在其他地市的贡献为17%～23%.机动车对河南东部影响最为显著,其浓度贡献为22.9 μg·m^-3（24%）.电厂和农畜牧业对全省PM_2.5的贡献分布比较均匀,分别为6%～9%和8%～10%.分析不同浓度下的PM_2.5来源,发现工业源和扬尘贡献随PM_2.5浓度增加逐渐降低,而居民源和机动车排放的贡献则有所增加,在PM_2.5浓度高于100 μg·m^-3期间,达到22%和20%.     

南京市不同功能区冬季大气PM2.5分布特征及其来源解析

2016年12月-2017年1月,在南京市4类典型功能区（农业区、住宅区、交通干道区、工业区）各选两点,共采集了大气PM_2.5样品32套,测定并分析了其质量浓度、9种水溶性离子（WSIs）、有机碳（OC）以及元素碳（EC）的含量.观测期间,南京市冬季PM_2.5的平均浓度为104.5 μg·m^-3,分布特征为：工业区（116.6 μg·m^-3）>农业区（104.3 μg·m^-3）>住宅区（100.1 μg·m^-3）>交通干道区（96.9 μg·m^-3）;WSIs、OC和EC的平均浓度（/PM_2.5）分别为：53.4 μg·m^-3（51.1%）、11.8 μg·m^-3（11.3%）、8.2 μg·m^-3（7.8%）.农业区和住宅区受WSIs污染较严重且NOR、SOR较高,而工业区和交通干道区的OC、EC污染较严重且SOC/OC较高.进一步运用PMF模型解析,南京市冬季PM_2.5来源为：二次源（37.3%）、工业源（31.2%）、交通源（16.4%）、建筑尘（7.9%）和燃煤源（7.2%）.最后,本文收集了自2000年起南京市冬季大气PM_2.5浓度及其污染来源研究,总体而言,近年来南京冬季大气PM_2.5浓度呈下降趋势,其主要污染源比重也发生了较大变化,燃煤贡献有所下降,而工业和交通排放逐渐上升,且二次污染贡献逐渐突出.今后,控制二次污染源将成为南京市大气PM_2.5治理的重中之重.     

张掖市城区大气细颗粒物PM2.5的化学组成及来源解析

为研究张掖市城区大气细颗粒物（PM_2.5）的污染特征和来源,于2020年9月至2021年7月在张掖市城区的河西学院和湿地博物馆2个采样点进行了PM_2.5样品采集,对PM_2.5浓度、化学组成（水溶性无机离子、碳质组分和元素）和来源进行分析.结果表明,河西学院和湿地博物馆两个采样点的年均ρ（PM_2.5）分别为（73.7±31.8）μg·m^-3和（68.1±33.3）μg·m^-3,季节浓度均值均呈现春季>冬季>秋季>夏季的变化.河西学院采样点的二次水溶性无机离子（SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺）年均值高于湿地博物馆.河西学院采样点的ρ（OC）和ρ（EC）分别为（9.6±5.7）μg·m^-3和（2.9±1.6）μg·m^-3,湿地博物馆采样点的年均ρ（OC）和ρ（EC）分别为（9.2±5.8）μg·m^-3和（2.5±1.3）μg·m^-3,河西学院的含碳组分在各季节均高于湿地博物馆.河西学院和湿地博物馆两个采样点的年均二次有机碳（SOC）在OC中的质量分数分别为49.4%和43.7%,表明张掖市存在较为严重的二次污染.河西学院和湿地博物馆两个采样点的元素浓度年均值分别为（6.0±3.5）μg·m^-3和（5.8±3.9）μg·m^-3,受到人为源的影响,Zn、Ca、Al和Fe等元素浓度水平相对较高.正定矩阵因子分解模型（PMF）结果表明,张掖城区PM_2.5的主要贡献源为二次气溶胶（28.0%）、交通源（25.8%）、扬尘源（15.2%）、燃煤源（14.0%）、生物质燃烧和垃圾焚烧源（12.5%）和工艺过程源（4.5%）.     

2013年中国海域船舶大气污染物排放对空气质量的影响

基于2013年中国海域船舶排放清单和空气质量数值模拟平台（WRF-SMOKE-CMAQ）,利用敏感性分析方法定量识别了中国海域船舶排放对沿海地区空气质量的影响特征. 结果表明：船舶排放对不同污染物的贡献特征空间差异显著,就SO₂、NO₂和PM_2.5而言,在沿海省份的年均贡献率分别为5%、7%、2%（1.1、1.7、0.9 μg·m^-3）,其中,珠三角和长三角地区受影响较大,SO₂、NO₂和PM_2.5贡献分别可达30%、31%、8%（7.7、9.2、2.7 μg·m^-3）和14%、13%、4%（3.7、5.3、1.9 μg·m^-3）.其次,船舶排放对空气质量影响季节性差异显著,尤其表现在PM_2.5的空间分布上,三大城市群中,船舶排放对污染物贡献的季节间最大差异倍数为SO₂（1.3~2.0）,NO₂（1.2~4.0）,PM_2.5（1.8~7.5）.值得关注的是,船舶排放对PM_2.5的浓度贡献表现出了明显的区域性（长距离传输）和复合性.本研究结果,一方面弥补了我国船舶排放对空气质量影响的量化特征认识不足,另一方面可为后续船舶排放的健康影响及控制费效分析等评估研究提供数据支撑.     

基于SOA转化机制的沧州市重点企业秋冬季大气污染模拟

基于沧州市2016年排放清单筛选出120家重点企业,采用重新编译代码后的CALPUFF空气质量模型,模拟了2017年秋冬季不同程度污染天气下120家重点企业PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂及二次生成硫酸盐、硝酸盐、二次有机气溶胶（SOA）的污染情况.结果表明,120家重点企业PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO₂秋冬季平均模拟浓度占平均观测浓度的比例分别为：3.3%、5.7%、5.6%和2.9%;一次排放的PM₁₀主要集中在沧州市西南部和东南部,二次转化的SOA、硫酸盐和硝酸盐主要集中在主城区和东南部;PM_2.5中SOA平均占比约为27.3%,重污染时段比例上升为29.0%;PM_2.5中烷烃气溶胶、甲苯气溶胶、二甲苯气溶胶和多环芳烃（PAH）气溶胶占比分别为：12.1%、6.0%、7.0%和2.2%.120家重点企业精细化模拟结果显示,重污染天气以上120家重点企业的PM_2.5贡献浓度为3.02μg·m^-3,占沧州市"三年作战计划"要求2018年下降浓度（6.00μg·m^-3）的50%;PM_2.5浓度贡献较大的企业包括某石油化工股份有限公司沧州分公司（0.41μg·m^-3）、某碳素有限公司（0.29μg·m^-3）、某石化股份有限公司聚海分公司（0.26μg·m^-3）、沧州某肥业有限公司（0.23μg·m^-3）、沧州某大化有限责任公司（0.19μg·m^-3）等,主要位于新华区、沧县和渤海新区.本研究可为开展秋冬季每一家重点企业的错峰生产和应急减排提供科学依据.     

太原市“十四五”规划大气污染防治政策的CO2协同效益评估

为量化评估太原市“十四五”大气污染防治政策的减污降碳协同效益,使用京津冀温室气体-空气污染相互作用与协同模型（GAINS-JJJ）,模拟评估13项大气污染防治措施的减排潜力,CO₂的协同减排效益.2025年政策情景下一次PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO_x、VOCs和NH₃分别减排1.8（5%,相对于基准情景减排比例,下同）、2.5（2%）、3.7（16%）、20.0（27%）、13.6（15%）和0.0 kt（0%）,CO₂减排9.0 Mt（13%）,CH₄排放增加203.3 kt（相对于基准情景增加25%）.SO₂、NO_x与VOCs减排主要发生在电力、工业燃烧与溶剂使用部门,CO₂减排主要发生在工业燃烧部门,CH₄排放量增加是由于煤矿开采活动水平升高.限制“双高”行业的能源消耗,严禁新增产能以及可再生能源发电比例提升措施的CO₂协同减排效益最高.VOCs具有优异协同减碳效益.建议太原市进一步推进终端电气化政策,同时需加大提升电力行业清洁能源比重和可再生能源发电的消纳能力.     

2020年初疫情管控对山东省空气质量影响的模拟

利用2020年初新冠疫情对人类生产、生活的一次自然冲击及由此导致的大气污染状况变化,研究了空气质量对污染物减排及气象因素的响应关系.通过对疫情管控前（1月15~23日）和疫情控制关键期（1月24日~2月7日）这2个阶段空气质量对比分析发现,疫情期间山东省除O₃浓度上升外,PM₁₀、PM_2.5、NO₂、SO₂及CO浓度分别降低72.6 μg·m^-3、47.4 μg·m^-3、25.6 μg·m^-3、3.0 μg·m^-3和0.5 mg·m^-3;降幅分别为45.86%、41.24%、58.00%、17.71%和31.40%;RAMS-CMAQ模拟显示,疫情期气象扩散条件改善导致的PM₁₀、PM_2.5、NO₂、SO₂和CO浓度改善幅度为26.04%、33.03%、28.35%、43.27%和23.29%,人为减排造成的各污染物浓度降低幅度为19.82%、8.21%、29.65%、-25.56%和8.12%.疫情期间O₃浓度上升20.51%,气象因素和人为活动的影响分别占10.47%和10.04%.结果表明一次污染物对减排响应更敏感,二次污染物对减排响应有一定时滞性且受气象因素影响更显著,臭氧浓度对污染物减排线性响应关系不明显,总体呈负相关,说明臭氧的控制需探索科学的污染物减排比例.     

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。     

北京市控制大气污染四期紧急措施环境有效性分析

对北京市控制大气污染的四期紧急措施进行量化,分别计算出各项控制措施实施后的排放削减量,建立排放清单.采用空气质量模型,模拟了紧急措施实施的各阶段市区内一次大气污染物SO₂、NO_x和PM10浓度的时空分布情况,分析和评价了四期紧急措施的环境有效性.结果表明,四期紧急措施对SO₂和NO_x的控制效果较好,PM10的环境浓度下降不明显.     

船舶排放清单研究方法及进展

远洋船舶在港口和近海范围的排放清单是研究大气复合污染的形成和应对机制的迫切需求,船舶因其动态、多源、跨国注册等特点,是源清单研究中难度较大的部门.本文对现有研究在全球、区域、港口尺度的数据需求、方法学和适用性进行了综述,对比评价了各方法的优缺点和适用范围,归纳了能提供高分辨率排放清单的方法体系.其中燃油法更适用于全球清单计算,但不适用于区域清单;贸易法对基础数据要求较低,但不确定度较大;统计法依赖统计数据,更适用于港口范围;动力法准确性最高,但对基础数据有较高要求.此外,从全球、区域、港口尺度方面介绍了船舶清单的研究进展,提出了未来改进清单面临的排放因子和AIS数据方面的挑战,并展望了我国船舶排放清单研究的发展方向.     

天津市大气污染源排放清单的建立

通过调研天津市工、农业生产和居民生活的统计资料,研究分析文献报道的各种污染源排放因子,计算出天津市各行业、各区县NOx、SO2、NMVOC、CO、NH3、PM10、PM2.5等污染物的排放量,发展了天津市2003年排放源清单.结果显示,天津市2003年各类污染物质的排放量NOx为1.77×105t,SO2为2.59 ×105t,NMVOC为2.24×105t,CO为1.33×106t,NH3为7.40×104t,PM10为2.52×105t,PM2.5为1.10×105t.从排放源的行业分布来看,燃煤源、汽车移动源、秸秆燃烧源是天津市大气污染物的重要排放源,燃煤源对各污染物的贡献分别为NOx46%,SO284%,NMVOC 1%,CO 58%,PM1018%,PM2.5 24%.火电、水泥、钢铁、炼焦、原油加工等行业依然是重要的工业污染排放源,火电对SO2的贡献为13%,钢铁对SO2的贡献为24%,对CO的贡献为30%.2003年天津市区对NO,、S02、NMVOC、CO等污染物的贡献均高于其它区县,对PM10、PM2.5的贡献也很高;塘沽区对NOx、SO2、NMVOC、CO等污染物的贡献很大,蓟县、武清区、宝坻区对NH3、PM10、PM2.5的贡献很大.     

中国机动车有毒有害空气污染物排放估算

有毒有害空气污染物的环境影响是国内外研究的热点,而机动车排放是其重要源之一.通过资料调研,获得各车型年均行驶里程以及有毒有害空气污染物排放与非甲烷挥发性有机物(NMVOC)排放的质量分数,梳理各车型保有量,利用COPERT Ⅳ模型计算NMVOC排放因子,建立了2005年中国分车型、分省域的有毒有害空气污染物排放清单.结果表明:2005年中国苯,1,3-丁二烯,甲醛,乙醛和丙烯醛的机动车排放总量分别为31.65×104,7.45×104,13.26×104,5.11×104和1.65×104 t,其主要来源于摩托车、汽油小客车和重型柴油货车;广东、山东、江苏、浙江、河北和河南六省排放量较高.      

我国水泥工业大气污染物排放量估算

水泥工业是粉尘,SO₂和NO_x等多种大气污染物的重要排放源.根据各地水泥工业的工艺现状、活动水平、除尘器的除尘效率和污染物排放因子,估算了1995—2005年我国水泥工业生产过程中排放的粉尘,PM₁₀,PM_2.5,SO₂,NO_x,氟化物和CO等的排放量,并给出了2005年分省区、分工艺的排放清单.结果表明,污染物排放量与水泥活动水平呈正相关.1995年以来,随着水泥产量增加,污染物排放量增长迅速,2005年我国水泥工业排放排放粉尘520.69×104 t,PM₁₀437.24×104 t,PM_2.5301.06×104 t,SO₂ 86.09×104 t,NO_x286.67×104 t,氟化物57.72×104t,CO1 987.97×104 t;山东、浙江、江苏、河北和广东等水泥生产大省污染物排放量较大,污染物排放总量占全国总排放量的46.6%,新型干法的推广应用有助于大气污染物的减排.      

室内空气中微量甲醛污染与监测进展

对近年来国内外有关室内空气中甲醛污染及其监测的一些研究情况进行了简要介绍，并着重对室内空气中甲醛的排放特征和室内空气中甲醛污染研究的方向进行了讨论。     

长江三角洲地区人为源大气污染物排放特征研究

在收集整理长江三角洲地区（简称＂长三角＂）各城市人为大气污染源资料的基础上,采用以＂自下而上＂为主的方法建立了2007年长三角地区人为源大气污染物排放清单.清单结果显示,2007年长三角地区的SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs和NH3等大气污染物排放总量分别达到2391.8、2292.9、6697.1...     

Air pollution and its control in China

The rapid growth of China’s economy has led to severe air pollution characterized by acid rain, severe pollution in cities, and regional air pollution. High concentrations are found for various pollutants such as sulfur dioxides (SO₂), nitrogen oxides (NO_x), and fine particulates. Great efforts have thus been undertaken for the control of air pollution in the country. This paper discusses the development and application of appropriate technologies for reducing the major pollutants produced by coal and vehicles, and investigates air quality modeling as an important support for policy-making.     

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.