基于AIS轨迹修复的船舶排放空间表征改进方法与应用

基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据表征船舶排放是目前船舶排放空间表征的主流方法,但AIS船舶轨迹点缺失会造成船舶排放量低估和船舶空间分布表征错误,进而影响船舶排放控制区的划分.为改进船舶排放空间表征,本研究以2013年广东省AIS船舶数据为例,采用基于时间和经纬度的三次样条方法对AIS船舶轨迹进行修复,结合动力法计算船舶排放,分析对比AIS轨迹修复前后船舶排放表征的差异,并利用空气质量模型和卫星观测评估AIS轨迹修复对船舶排放表征和广东沿海空气质量模拟的改进效果.结果表明：轨迹修复后广东省海域船舶轨迹点总数由4685773个增至5746664个,船舶NO_x排放量增加了0.6%.对于轨迹点与排放缺失集中的粤东海域,轨迹修复后船舶轨迹点数增加了88%,NO_x排放量在广东省船舶排放量的占比提升至22%,特别是在粤东重点修复海域NO_x排放量增加了2.7倍.原始轨迹在广东省海域较为稀疏,在粤东海域有明显轨迹缺失;轨迹修复后广东省海域船舶轨迹更为密集,粤东海域船舶轨迹得以补充,船舶排放空间分布更连贯.对比模拟结果与卫星观测结果,轨迹修复后粤东重点修复海域船舶模拟浓度与观测浓度的偏差由51%减至6%,总体上船舶排放模拟结果更接近卫星观测结果.     

生物质锅炉羰基化合物排放特征分析

为了探讨生物质锅炉羰基化合物的排放特征,采用气袋采样-PFPH衍生-GC/MS分析的方法测量了6台生物质锅炉排放烟气中的21种羰基化合物.结果表明,这些生物质锅炉的烟气中羰基化合物排放特征存在明显差异,总体而言,己醛和丙醛浓度在测定的21种目标化合物中比重最高,分别占总量的29%~47%和19%~31%,其次为甲醛和丙酮,乙醛和壬醛.通过羰基化合物排放量与消耗的燃料质量比值估算了排放因子,6台锅炉羰基化合物排放因子介于3.06~18.29mg/kg之间,平均为9.45±6.05mg/kg.采用最大增量反应活性法（MIR）评价了羰基化合物的化学反应活性及臭氧生成潜势（OFP）,平均总的臭氧生成潜势（以O₃计）为5.97gO₃/gVOCs;己醛、丙醛、甲醛对OFP的贡献尤为明显,丙酮虽然占有较高的质量浓度,但对OFP的贡献较低.     

轻型汽油车稳态工况下的尾气排放特征

选取不同排放标准的127辆轻型汽油客车和10辆轻型汽油货车为研究对象,利用便携式车载测试系统(portable emission measurement system, PEMS)结合台架稳态工况(acceleration simulation mode, ASM),探究了不同工况与车辆参数对轻型汽油车气态污染物二氧化碳(CO_2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)、碳氢化合物(HC)和甲烷(CH_4)排放的影响.结果表明,轻型汽油车气态污染物在怠速工况下的排放率较低,仅为加速工况和匀速工况的22.9%和25.8%.污染物排放特征与工况密切相关,CO_2和NO_x在加速工况时的排放率小于匀速工况,而CO、HC和CH_4在加速工况时的排放率却大于匀速工况.在低速稳态下,轻型汽油客车和轻型汽油货车CO_2、CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子分别为383.20、 2.98、 1.60、 0.14和0.03 g·km~(-1)和360.66、 2.64、 1.61、 0.005 5和0.002 7 g·km~(-1).排放标准的加严带来了明显减排效果,CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子从国Ⅰ～国Ⅴ分别下降了87.5%、 97.3%、 97.9%和86.4%.车龄、行驶里程和基准质量与车辆污染物的排放存在非线性关系,发动机排量与机动车的尾气污染物的排放呈正相关.     

珠三角空气质量模拟关键不确定性来源识别

由于受到模型输入参数不确定性和模型结构不确定性的影响,利用大气化学传输模型模拟空气质量普遍存在偏差.对大气化学传输模型进行不确定性诊断分析、识别其关键不确定性来源是提高空气质量模拟的重要手段,本研究以珠三角为研究区域,利用HDDM-SRSM不确定性诊断方法量化了清单排放（SO₂、NO_x、VOCs和NH₃）、边界条件浓度和气象（风速和温度）等模型输入参数不确定性对空气质量模拟的影响.结果表明：SO₂、NO₂和O₃模拟受排放、边界条件和气象不确定性影响明显,其相对不确定性为15.19%~43.33%.在这些因素中,边界条件、风速和前体物（NO_x和VOCs）排放是O₃模拟的关键不确定性来源,但各因素不确定性贡献比例在昼夜存在明显差异.在夜间,风速不确定性对O₃模拟影响增大,其平均贡献比例上升至29.6%,表明改进风速模拟有助于改善夜间O₃模拟;在白天,NO_x和VOCs排放不确定性对O₃峰值浓度模拟影响增大,其平均贡献比例上升至32.26%,表明改进前体物排放模拟有助于提高白天O₃模拟准确性.不同于O₃,SO₂、NO₂模拟更容易受到排放不确定性的影响,尤其是垂直分配的不确定性.模拟与观测结果对比也表明,合理的烟囱参数设置可以降低源排放垂直分配不确定性,提高SO₂和NO₂的模拟效果.     

珠三角2010~2017年主要工业源VOCs排放结构与组分变化

以工业密集的珠江三角洲地区为研究对象,通过建立2010~2017年主要工业源VOCs排放趋势清单和成分谱数据集,识别了VOCs总量排放趋势和组分结构变化特征,并探讨了典型工业行业VOCs排放结构与组分特征变化的原因.结果显示,2010~2013年珠三角主要工业源VOCs排放量从38万t上升至41万t,而后由于VOCs减排政策的落实持续下降,2017年降至32万t.VOCs组分以间对二甲苯、甲苯、乙苯等芳香烃、乙酸乙酯、丁酮等含氧VOCs和异丁烷等烷烃组分为主.水性涂料替代和末端治理设施等控制政策对工业源VOCs排放与组分结构均有一定程度的影响,排放结构上,金属表面涂装、家具制造、橡胶与塑料制品等行业排放贡献有所下降,组分结构上,芳香烃组分总体下降显著,而烷烃和OVOCs组分占比上升.     

低温等离子体催化处理含酮类有机废气

文章介绍了含酮类有机废气的特征与危害、等离子体催化处理含酮类有机废气现状。重点探讨了不同类型的等离子体催化净化含酮废气装置,各种影响参数如放电功率、放电方式、气体浓度、气体流速、催化剂种类、性质、吸附性、温度、活性物种等对等离子体催化处理含酮类物质的影响,结果表明:等离子体催化处理含酮类有机废气技术具有去除率高、能耗低、效率高、产物选择性好等特点。文章同时探讨了等离子体催化氧化酮类物质的机理,提出了等离子体催化氧化酮类有机废气未来的发展方向。     

不同燃料类型锅炉羰基化合物的排放特征

为探究不同燃料类型锅炉羰基化合物排放特征，选取以煤、生物质、石油焦和天然气为燃料的14台工业锅炉和2台燃煤电站锅炉作为研究对象，采用气袋-PFPH衍生-GC/MS方法采集和分析烟气中的21种羰基化合物.结果表明，不同燃料类型锅炉烟气中羰基化合物呈现明显差异（One-way ANOVA，F=4.458，P=0.028<0.05），其中羰基化合物质量浓度（9%基准氧量）排序是石油焦 > 电站锅炉 > 煤 > 天然气 > 生物质，分别为（6306.25±1335.35），（5745.96±2864.62），（4784.85±1698.20），（3589.51±1534.676），（1341.18±616.46）μg/m³.不同燃料类型的锅炉烟气中羰基化合物组分特征有明显差异性，但甲醛、乙醛、丙酮和丙醛等低分子量的羰基化合物均占比较大，燃石油焦、燃煤电站、燃煤、燃天然气和燃生物质锅炉中低碳羰基化合物总占比分别达到87.56%，91.36%，92.94%，78.70%和45.84%.最后，采用最大增量反应活性（MIR）和OH消耗速率评价烟气中羰基化合物物种的化学反应活性，结果表明，甲醛、丙醛、乙醛等低碳羰基化合物为关键活性物种.     

珠三角2010~2017年主要工业源VOCs排放结构与组分变化

以工业密集的珠江三角洲地区为研究对象,通过建立2010~2017年主要工业源VOCs排放趋势清单和成分谱数据集,识别了VOCs总量排放趋势和组分结构变化特征,并探讨了典型工业行业VOCs排放结构与组分特征变化的原因.结果显示,2010~2013年珠三角主要工业源VOCs排放量从38万t上升至41万t,而后由于VOCs减排政策的落实持续下降,2017年降至32万t.VOCs组分以间对二甲苯、甲苯、乙苯等芳香烃、乙酸乙酯、丁酮等含氧VOCs和异丁烷等烷烃组分为主.水性涂料替代和末端治理设施等控制政策对工业源VOCs排放与组分结构均有一定程度的影响,排放结构上,金属表面涂装、家具制造、橡胶与塑料制品等行业排放贡献有所下降,组分结构上,芳香烃组分总体下降显著,而烷烃和OVOCs组分占比上升.