废弃物焚烧处理温室气体排放情景模拟与预测

为模拟废弃物焚烧处理过程中产生的温室气体排放,积极推动温室气体减排工作,早日实现碳达峰碳中和目标.基于系统动力学和IPCC温室气体排放计算方法,构建了以基准情景（BAU）为基础,从单一和综合技术类型减排情景出发的焚烧处理温室气体排放模型,并模拟预测了2010~2050年温室气体排放量（以CO_2e计,CO_2e为CO₂当量）的趋势变化、减排潜力以及空间分布.结果表明：①2010~2019年我国废弃物焚烧处理温室气体排放量呈增长趋势,于2016年后显著提升,年增速为18.61%.②2020~2050年,单一技术减排情景的中端改进情景（S2）和终端减排情景（S3）温室气体排放量分别于2043年和2036年达到峰值8410万t和6966万t.综合技术减排情景相较于单一技术减排情景较早达到排放峰值,综合技术减排情景中全过程减排情景（S7）采用多种减排技术协同控制温室气体排放,2050年累积排放量为205927万t,相对BAU情景减排了78.27%,排放达峰时间最早且减排潜力最大.③焚烧处理温室气体排放空间差异显著,排放量较多的省份主要分布在人口密集且经济发达的区域,江苏和广东省排放量最多,甘肃、吉林和宁夏等6个省份为排放低值区.     

发展生态农业,应对气候变暖

按照目前的趋势,今后20-50年全国年平均温度可能升高2.5-3℃,将导致中国三大主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)产量持续下降。在此背景下,环境友好、经济高效的生态农业优势明显。应组织和帮助农民调整农业种植结构,采用农民用得起、用得上的技术,发展可持续的生态农业。     

北京冬春和夏初季节大气O3浓度的垂直分布特征

为探究北京地区不同季节大气O₃浓度垂直分布特征,于2010年12月1日—2011年3月31日（冬春季）和2011年5月7日—6月9日（夏初）,在北京北部地区的中国环境科学研究院内,利用第三代移动式大气环境激光雷达系统,对$\varphi $（SO₂）、$\varphi $（NO₂）以及$\varphi $（O₃）和气溶胶后向散射系数垂直方向和垂直剖面进行试验观测,并结合天气要素的变化进行了分析研究.结果表明:①$\varphi $（O₃）存在明显的季节变化,表现为夏季>春季>冬季,同时晴天、微风、逆温条件等气象背景是O₃污染过程出现的主要气象因素,在微风和南风的情况下,会出现高$\varphi $（O₃）带,在北风影响情况下,$\varphi $（O₃）相对较低,雨水冲洗的作用对$\varphi $（O₃）分布也有明显的影响;②$\varphi $（O₃）的日变化曲线呈单峰单谷型,$\varphi $（O₃）峰值一般出现在14:00—18:00之间,谷值则出现在22:00—翌日09:00之间;③$\varphi $（O₃）垂直分布呈现单峰、双峰、多峰型分布等多种垂直分布特征,10 km以上高空这3种分布特征均有出现,但是在5 km以下的近地面$\varphi $（O₃）垂直和斜程分布基本呈现多峰型,斜程方向上$\varphi $（O₃）的高低与下垫面及其所排放的O₃前体物有密切的关系;④$\varphi $（O₃）垂直分布呈现一定的不均匀性,其数值范围浮动比较小,最大值之间相差30×10-9.研究显示,$\varphi $（O₃）垂直规律主要表现出两种分布特征,一种是在3~5 km处有高浓度的堆积区,另一种则没有明显高值堆积区.      

地方水污染物排放标准发展现状及制订研究

本文对我国地方水污染物排放标准进行了全面的梳理,介绍了地方水污染物排放标准的发展历程和现状。在此基础上,对地方水污染物排放标准体系污染物项目和排放限值制订的技术方法进行研究总结。最后,为充分发挥地方水污染物排放标准的作用,提出了地方水污染物排放标准制修订工作建议。     

我国城市生活垃圾填埋处理CH4排放关键因子

CH₄是大气中主要的温室气体之一,研究我国城市生活垃圾填埋处理CH₄排放关键因子对于准确估算CH₄排放量具有重要意义. 在综合分析我国城市生活垃圾填埋处理场在不同历史发展阶段的处理技术类型、管理方式、垃圾成分和理化特性的基础上,结合北京阿苏卫垃圾填埋场对不同深度(至填埋层下18 m)钻井提取的12组垃圾样品数据,借鉴《2006年IPCC国家温室气体清单指南》推荐的CH₄排放关键因子,确定了MCF(CH₄修正因子)、DOC(可降解有机碳质量分数,下同)、t_1/2(半衰期)和k(CH₄产生率). 结果表明:MCF在不同历史阶段表现出鲜明的时间特征,1978年前、1979—1990年、1991—2000年、2001—2005年和2006—2011年5个阶段的MCF分别为0.40、0.60、0.75、0.92和0.96;我国南、北方城市生活垃圾DOC随时间变化均呈增加趋势,1959—1990年、1991—2000年和2001—2011年3个阶段的DOC分别为9.34%、15.22%和15.05%;我国城市生活垃圾t_1/2为2.30 a,k为0.30 a-1.      

双视角下中国畜牧业甲烷排放的温室效应

准确评价甲烷（CH₄）的温室效应是制定有效减排路径的基础.首次采用新提出的、针对短寿命气候污染物（SLCP）设计的气候指标GWP-star （GWP^*）对中国畜牧业CH₄排放的温室效应进行定量评价,并与常用的GWP指标评价结果相比较.结果表明,GWP的视角下我国畜牧业CH₄排放的温室效应持续增加.因此,畜牧业实现碳中和需要完全消除排放,或以增加碳汇、增加资源化利用的形式抵消每年稳定的CH₄排放.在GWP^*的视角下,2015~2019年间畜牧业CH₄排放的温室效应较20年前有所减少,降低的热量相当于从20年前的大气中减少2.1×10⁴万t CO₂的热量,畜牧业只需每年有效降低0.3%的CH₄排放则可在短期内实现自身碳中和.在中国畜牧业持续采取有效减排措施的情况下,采用GWP^*的标准制定减排目标比用GWP制定的减排目标更早达到,但选择GWP还是GWP^*需要综合考虑评价的目的、评价的时间尺度和实际可操作性.     

2013-2016年天气形势对北京秋季空气重污染过程的影响

我国北方秋冬季节的空气重污染过程已经成为影响人们生活的重大环境事件，不仅受到公众和科研工作者的广泛关注，也已成为各地各部门政策制订者最为重视的关键问题之一.针对众说纷纭的空气重污染过程的形成机理、治理方案、控制对策等，利用2013-2016年秋季（9-11月）中国环境监测总站公布的逐时空气质量监测数据，重点对北京奥体中心站的空气重污染过程的演变进行了分析.结合中国气象局发布的天气形势分析图，系统地分析了我国4 a来秋冬季节出现大范围空气重污染过程的气候背景.结果表明:秋季我国东北和华北地区出现持续时间长、影响范围广的空气重污染过程，除了排放源的影响之外，天气形势同样起着重要作用. 2013-2016年秋季北京奥体中心的PM_2.5污染状况仍以优良天气为主，其间中度及以上污染的持续时间虽然不长，但其影响[高ρ（PM_2.5）]也不容忽视.秋季北京奥体中心ρ（PM_2.5）日均值超标（二级）日数占25.8%，其中2014年最为严重，超标日数达44 d，占37.4%.通过对空气重污染过程与我国传统节气的对比分析发现，入秋后我国北方首次出现持续48 h以上的空气重污染过程分别是在秋分和寒露两个节气，而最严重的空气重污染过程则出现在寒露和霜降两个节气.从时间序列来看，4 a来北京奥体中心ρ（PM_2.5）没有特别显著的改善，优良时数占60%左右，而中度以上的污染时数则维持在25%左右，但严重污染事件[ρ（PM_2.5）≥ 250 μg/m3]的有效时数则有明显的变化.此外，白天污染物的浓度明显低于夜晚.研究还发现，西伯利亚高压指数的异常偏低往往会导致持续时间长、影响范围广和污染强度强的重度污染事件.      

生活垃圾无害化处理大气污染物排放清单

为全面评估中国大陆地区生活垃圾处理大气污染物排放状况,系统收集和整理全国31个省市基础统计信息,采取排放因子法建立了2016年中国大陆地区生活垃圾无害化处理大气污染物排放清单.结果表明,2016年,全国生活垃圾填埋处理排放气态污染物的CH₄、VOCs、NH₃、TSP、PM₁₀和PM_2.5总量分别是3472084.50、185117.10、66.45、54.94、25.99和3.92 t,焚烧处理排放气态污染物的CH₄、SO₂、NO_x、NH₃、VOCs、CO、TSP、PM₁₀、PM_2.5和BC总量分别是25389.10、6419.30、70923.84、221.36、435.33、3025.19、221.36、221.36、2.21和2.86 t.通过对固体废弃物处理源、大气污染物时空分布特征以及对各省市焚烧厂在生活垃圾无害化处理厂数量的占比分析,确定生活垃圾焚烧源和填埋源处理排放的气态污染物总量在2010~2016年期间呈现上升趋势,2016年生活填埋处理是我国最主要的垃圾处理方式,主要集中在中部和西部等人口密度适中和土地资源较多的地区,生活垃圾焚烧处理主要集中在长三角、珠三角和京津冀等地区的发达城市.     

我国城市生活垃圾处理温室气体排放特征

CH₄和CO₂是大气中主要的温室气体,研究我国城市生活垃圾处理过程中二者的排放情况,对制订温室气体减排政策和应对气候变化有着至关重要的意义. 利用IPCC(政府间气候变化专门委员会)提供的废弃物处理排放CH₄和CO₂的计算方法,对1979—2011年我国城市生活垃圾处理CH₄和CO₂排放量(不含港澳台数据)进行统计分析. 结果表明:①2011年我国城市生活垃圾人均清运量为0.46 t,比2000年增加了53.3%. ②1979—2011年,我国城市生活垃圾处理仍以填埋为主,焚烧和堆肥处理方式相对较少,但近年来焚烧处理量呈逐年增加趋势,其中2011年焚烧处理量是2001年的16.8倍. ③我国城市生活垃圾处理产生的CH₄和CO₂排放量均呈逐年增长趋势,至2011年,二者分别达到7 024.03×104 (以CO₂当量计,下同)和706.22×104 t;其中,2011年CH₄排放量是1990年的20.0倍,CO₂排放量是2001年的16.8倍. ④城市生活垃圾产生的温室气体排放具有明显的地域特性,其中华东地区CH₄和CO₂排放总量高达2 570.98×104 t;西北地区最小,仅为482.3×104 t. 该差异与城市发展规模、人们生活习惯和城市化进程等影响因子紧密相关.      

固体废物焚烧处置及其清洁发展机制

包含化石碳(如塑料等)在内的废物焚烧处置和露天燃烧是废物部门中最重要的CO₂排放来源之一. 在全国节能减排大背景下,废物焚烧发电成为温室气体减排的有效途径. 对我国固体废物焚烧处置现状及趋势进行了分析,同时研究了国内城市固体废物和危险废物焚烧的区域特征. 结果表明:随着经济发展和废物产生量的急剧增长,废物焚烧处置技术必将成为我国未来固体废物处置的主要方式;伴随着废物焚烧行业的发展,有大量项目可以注册CDM (清洁发展机制)项目,可为温室气体减排做出较大的贡献.