基于环境投入产出的多视角全球二氧化硫排放

国际贸易的迅速发展是贸易隐含污染物排放转移的主要驱动因素,排放转移的出现将排放责任的研究从生产者视角贡献逐渐引向了消费者视角贡献.合理的排放责任界定成为区域减排的重要参考.本研究利用多区域环境投入产出模型,以当前社会广泛关注的大气污染物二氧化硫为载体,详细分析了2007年全球各地区基于生产者视角、生产链末端视角、消费者视角、考量区域减排努力的改进的消费者视角的大气污染物排放贡献,并对各个视角下的区域排放进行比较和分析.结果表明:西欧、北美、日澳新等地区生产者、生产链末端、消费者视角的排放依次升高,而南亚、东亚地区的排放依次减小.大量的二氧化硫排放从西欧、北美随着国际贸易供应链转移到东亚地区.全球各地区二氧化硫排放强度的差异和全球贸易导致的生产格局的变化均为排放转移的原因.本研究是贸易引致环境问题研究的重要补充,为区域乃至全球从贸易角度降低区域大气污染问题提供了科学依据.     

基于MRIO模型的中国对外贸易隐含大气污染转移研究

采用全球多区域投入产出（MRIO）模型耦合二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_x）、可吸入颗粒物（PM₁₀）、非甲烷挥发性颗粒物（NMVOC）排放清单,定量分析了2012年中国与其他国家贸易过程中隐含的大气污染排放转移.结果显示,中国是隐含SO₂、NO_x、PM₁₀排放的输出地和隐含NMVOC排放的输入地.欧盟、东亚和美国购买我国商品（如电力燃气和水供应业、重工业和矿采选业）导致的出口隐含大气污染排放量占比约为70%.中国在消耗撒哈拉以南非洲地区、中东&北非、东亚、东南亚和欧盟进口商品过程中,导致上述地区排放NMVOC为3.1×10⁶t,约占我国进口隐含NMVOC排放的69.2%.为了减轻我国对外贸易中承担的环境负担,本文从加强重污染产业管控、发展绿色经济、推进全球绿色供给链等方面提出相关政策建议.     

An overview of emissions of SO2 and NOx and the long-range transport of oxidized sulfur and nitrogen pollutants in East Asia

The long-range transport of oxidized sulfur(sulfur dioxide(SO_2) and sulfate) and oxidized nitrogen(nitrogen oxides(NO_x ) and nitrate) in East Asia is an area of increasing scientific interest and political concern. This paper reviews various published papers, including ground- and satellite-based observations and numerical simulations. The aim is to assess the status of the anthropogenic emissions of SO_2 and NO_x and the long-range transport of oxidized S and N pollutants over source and downwind region. China has dominated the emissions of SO_2 and NO_x in East Asia and urgently needs to strengthen the control of their emissions, especially NO_x emissions. Oxidized S and N pollutants emitted from China are transported to Korea and Japan, due to persistent westerly winds, in winter and spring.However, the total contributions of China to S and N pollutants across Korea and Japan were not found to be dominant over longer time scales(e.g., a year). The source–receptor relationships for oxidized S and N pollutants in East Asia varied widely among the different studies. This is because:(1) the nonlinear effects of atmospheric chemistry and deposition processes were not well considered, when calculating the source–receptor relationships;(2) different meteorological and emission data inputs and solution schemes for key physical and chemical processes were used; and(3) different temporal and spatial scales were employed. Therefore, simulations using the same input fields and similar model configurations would be of benefit, to further evaluate the source–receptor relationships of the oxidized S and N pollutants.     

建立中国二氧化硫排放清单体系的方法学研究

重点研究基于能源消费活动建立国家二氧化硫排放清单体系的方法。通过对1990年的269个、1995年的381个大点源二氧化硫排放情况及同年面源排放情况的专项数据调查，结合所展示的方法学研究，将二氧化硫排放从省级水平细化至县级水平，并利用地理信息系统描绘出中国2137个县和县级市的二氧化硫排放水平及其分布情况。     

利用源示踪技术计算日本和韩国低层大气SO2和PSO4来源

利用区域空气质量模式CAMx中的PAST(源示踪技术)对2010年东亚地区的总硫(SO₂₊PSO₄)的源-受体关系进行了模拟计算. 模拟区域内共设定43个源区,其中在中国领土范围内设定了33个源区. 在源-受体关系计算中,将日本本岛分为北部、中部和南部三部分,分别设为受体区域,同时还将远离陆地的海洋背景点冲绳和韩国济州岛设为受体点.模拟结果表明,日本本岛北部、中部和南部的总硫来源存在一定的差异:日本本国的贡献率分别为73.8%、77.1%和65.9%,中国的贡献率分别为23.5%、20.2%和25.8%. 韩国本土总硫的本国贡献率为67.8%,中国的贡献率为27.2%. 对韩国济州岛和日本冲绳而言,二者总硫的本国贡献率均为26.0%,远低于日、韩两国的其他地区,不能代表国家间跨界输送的总体状况. 受体区域跨界输送的总硫季节变化明显,而且各区域的变化趋势也并不一致,其中日本南部地区和韩国本土1月最强,7月最弱;日本北部和中部地区在4月最强,1月最弱. 跨界传输的总硫对日本和韩国总硫贡献量小于2.5 μg/m3.对于日、韩两国影响较大的中国源区主要为山东、河北、江苏、辽宁等地,各源区对于日、韩总硫贡献量的季节变化明显. 东亚地区低空总硫的传输通量空间分布与利用CAMx模拟的2010年日本和韩国总硫的源-受体关系结果相一致.      

1995~2004年东亚沙尘气溶胶的模拟源汇分布及垂直结构

利用全球气溶胶模式GEM-AQ/EC的1995~2004年10年沙尘气溶胶模拟,探讨了东亚地区沙尘气溶胶源汇分布和垂直结构特征.结果表明,东亚大陆沙尘气溶胶源区主要集中在东亚的沙漠地区,有两大沙尘主要源区:覆盖蒙古国南部及中国内蒙中西部的沙漠地区和南疆的塔克拉玛干沙漠.东亚沙尘排放量春季最大,占全年排放总量的66.81%,四月份达15.29Mt,夏季下降,秋季小幅度回升,冬季最小;东亚沙尘排放量呈现明显的年际变化及增强的趋势.东亚沙尘沉降高值区与源区一致,源区及附近以干沉降为主,远距离传输到中国东北、长江以南及西太平洋包括日本、朝鲜半岛,湿沉降占主导地位;沙尘沉降具有季节变化,其趋势与东亚沙尘排放量的季节变化大致相同,且模拟的10年沉降量呈上升趋势.东亚沙漠地区排放的沙尘主导了东亚沙尘气溶胶的变化,最大的净沙尘汇区集中在紧邻净沙尘源区的黄土高原及华北平原西部.东亚地区春夏秋3个季节均是沙尘的净源区,而冬季强西风急流输入东亚以外的沙尘使东亚整体上为沙尘净接收区.东亚大陆大部分地区,沙尘垂直分布主要集中在对流层低层3km高度以下,在西太平洋地区包括日本、朝鲜半岛沙尘高值中心位于在对流层中层5km高度上下,在沙漠以北地区沙尘垂直廓线的高值出现在对流层中上层6~8km高度.     

全球沙尘气溶胶源汇分布及其变化特征的模拟分析

根据全球沙尘气溶胶气候模式GEM-AQ/EC模拟的1995~2004年的沙尘起沙量和干湿沉降量,分析了沙尘气溶胶源汇的全球时空变化特征.全球沙尘起沙量集中在各个主要沙漠地区,北非对全球沙尘气溶胶贡献最大为66.6%.沙尘气溶胶沉降的高值区分布在沙漠源区及其紧临的下风地区.最大净沙尘气溶胶接收主要分布在沙漠周围地区并形成净接收量大于10t/(km2×a)的位于0°N~60°N之间的北非、欧亚大陆、西太平洋、北印度洋、北美和大西洋的带状分布.在北非、阿拉伯半岛、中亚、东亚和澳大利亚5个主要沙漠地区中,起沙量和沉降量都存在明显的季节变化,除中亚其他4个区域干湿沉降量和起沙的季节变化基本一致;东亚地区沙尘气溶胶起沙量和总沉降量的季节变化最为明显,而北非沙漠起沙量和总沉降量的季节变化最小,其他3个区域的季节变化幅度基本相同.中亚起沙峰值和阿拉伯半岛起沙次峰值出现在夏季,其他区域的峰值均出现在春季.10年间全球陆地年平均起沙量为(1500±94)Mt,保持略微上升趋势.以北非沙漠起沙量年际变化率最低(6.3%), 而以东亚(28.3%)和澳大利亚(45.0%)起沙量年际变化最为明显;全球陆地的沙尘气溶胶沉降量以约9.9Mt/a的速率递减,全球海洋的沙尘气溶胶沉降递增.     

工业污染源对大连地区酸雨形成的影响研究

为了研究局地污染源对大连地区酸雨形成的影响,在市区及县级市布设监测点对酸雨进行监测,并获取酸雨点位附近局地污染源的酸性污染物排放量,应用地理信息系统的空间叠加分析功能,分析局地源对大连地区酸雨点位分布和频率变化的影响.结果表明：部分距离大污染源较近的点位受局地源影响较明显,但市区酸雨频率高低与局地源二氧化硫排放量变化趋势并不完全一致,说明大连地区酸雨的形成除了受本地源的影响外,还应存在其它更复杂的影响因素.     

The tagged species engineering model (TSEM)

The Tagged Species Engineering Model (TSEM), a three-dimensional Eulerian model, has been developed to examine source-receptor relationships and the response of sulfate deposition to hypothetical control strategies for sulfur dioxide source emissions. Archived output files from a comprehensive Eulerian model (the Regional Acid Deposition Model) are used to provide necessary input values of ozone, hydrogen peroxide, hydroxyl and hydroperoxy radicals, and other oxidants. Sulfur dioxide is then oxidized to sulfate by both gas-phase and aqueous-phase reactions. Results from comparisons of the simplified model with the comprehensive model show that TSEM represents sulfate deposition very well both for base case emissions and for a hypothetical 50% reduction in all sulfur-emitting sources. Source-receptor relationships are exhibited by means of tagged sulfur emissions, as illustrated in two examples.     

典型煤化工企业硫代谢特征及其质量平衡

针对煤化工行业排放数据,不同来源数据存在较大差异,社会各界对其真实性、准确性存在诸多质疑,因而有必要从新的角度对排放统计数据进行评估.选取某典型煤化工企业,采用物料平衡方法核算了该企业硫代谢通量,探讨了其代谢特征,核算结果清晰显示了该企业硫的主要来源和去向,为减排及政策制定提供了科学依据.该企业2014年硫输入输出基本平衡,平衡项表征的统计误差在可接受范围内,误差产生原因包括原料含硫系数不稳定、固废含硫系数缺失、废气监测难度大,成分复杂等.不同来源SO_2排放量对比分析显示,排污申报数据略高于基准核算值,后评估数据偏小,而环境统计数据远大于基准值.数据的真实性与准确性有待提高;不同层次、不同部门统计方法有待完善及统一;无组织排放是重要的硫输出途径,不容忽视.     

满足国五排放标准的柴油甲醇双燃料发动机非常规排放研究

在一台装备有电控单体泵增压中冷系统柴油机的进气管上,加装甲醇喷射装置并向进气道喷入定量的纯甲醇,结合废气再循环(EGR)技术并使用氧化催化转化器(DOC)组合微粒氧化催化器(POC)后处理系统,使其常规排放能满足国五排放法规基础上,全面研究了柴油甲醇双燃料(Diesel Methanol Dual Fuel,DMDF)发动机的非常规排放特性.在采用国五排放法规标准规定的ESC(稳态13点工况)测试方法条件下,利用FTIR(傅里叶变换红外检测法)对DMDF发动机的检测结果表明:该机非常规排放物主要为甲醇、甲醛、1,3-丁二烯、苯、甲苯和SO2,非常规排放物的全工况加权比排放为19.532 g·kW~(-1)·h~(-1),其中,甲醇的全工况加权比排放为11.395 g·kW~(-1)·h~(-1),甲醛的全工况加权比排放为5.927g·kW~(-1)·h~(-1),SO2的全工况加权比排放为0.053 g·kW~(-1)·h~(-1),其余排放物为痕量水平.在催化氧化装置处理后非常规排放物全工况加权比排放为0.115 g·kW~(-1)·h~(-1),降幅为99.41%.催化氧化装置对甲醇、1,3-丁二烯、苯和甲苯的消除率为100%,对甲醛的消除率为99.04%.     

临安市大气中二氧化硫污染现状及环境容量测算研究

根据2011年-2015年的监测数据分析了临安市大气中二氧化硫污染现状,并利用"A值法"测算大气中二氧化硫的最大环境容量.结果表明,能源消耗中,原煤占60%以上;大气中二氧化硫日均浓度范围为0~73μg/m3,年均排放量呈现下降趋势;1月份和12月份二氧化硫的浓度较高,7月份和8月份浓度较低.全市二氧化硫环境容量为12.21万吨,城区环境容量为2.96万吨.     

西安市二氧化硫减排与环境空气质量相关性分析

历年环境统计数据和环境监测数据表明,2006年以来西安市二氧化硫排放量大幅下降,空气中二氧化硫浓度也呈下降趋势,空气质量有所改善,但由于减排措施实施的区域和力度的差异,不同典型监测点位二氧化硫浓度变化情况不尽相同,与我国北方其他省会城市相比,二氧化硫排放量虽然降幅较大,但城市空气中二氧化硫浓度降幅偏小,且工业减排量占总减排量的比例相对较小,因此,今后应高度关注二氧化硫减排工作中存在的问题,不断完善环境管理,多渠道多途径全面提升城市环境空气质量。     

我国"九五"期间环评火电项目SO2控制分析

从我国"九五"期间新建、改建、扩建的83个燃煤火电项目的环境影响评价报告书中取得相关数据,采取实证研究的办法,对这些项目的SO2控制情况进行分析.结果表明:这83个项目中有87%的计划装机容量使用含硫量小于1%的低硫煤;大于31%的计划装机容量采取了脱硫措施.从国家鼓励的增产不增污的效果来看,自1997年起,区域内实现增产不增污的项目比例较高,达到60%以上,2000年达到了100%.同时,火电厂内实现增产不增污的项目比例也逐年上升.可以看出"九五"期间提出的有关新建火电厂的SO2控制政策在环境影响评价这一阶段得到了很好的执行.提出在今后的SO2控制政策设计中要注意浓度控制和总量控制的政策协调性.      

Anthropogenic emissions of SO2 and NOx in Asia: emission inventories

The anthropogenic emissions of SO₂ and NO_x for 25 Asian countries east of Afghanistan and Pakistan have been calculated for 1975, 1980, 1986, 1986 and 1987 based on fuel consumption, sulfur content in fuels and emission factors for used fuels in each emission category. The provincial- and regional-based calculations have also been made for China and India. The total SO₂ emissions in these parts of Asia have been calculated to be 18.3 and 29.1 Tg in 1975 and 1987, respectively. The calculated total NO_x emissions were 9.4 and 15.5 Tg in 1975 and 1987, respectively. The SO₂ and NO_x emissions in East Asia (China, Japan, South Korea, North Korea and Taiwan) were 23.4 and 10.7 Tg in 1975 and 1987, respectively.     

非重点行业炉窑典型大气污染物“十四五”减排潜力研究

工业炉窑是大气污染物的重要排放源之一,针对除钢铁、水泥、焦化、石化等行业外的非重点行业炉窑,研究二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的排放量及其在2025年的削减潜力,以期对“十四五”时期炉窑污染治理提出建议.非重点行业炉窑具有行业和区域分布广、底数不清、治理水平差、对环境质量影响大等特点,基于第二次全国污染源普查结果,二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别占工业源排放总量的34.0%、21.2%、9.9%.研究充分考虑“十四五”经济社会发展特征和生态环境保护需要,建立了淘汰小型燃煤炉窑、清洁能源替代、提高末端治理设施去除率等减排方案,设定了两种减排情景（其中,情景1为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至炉窑平均去除率,情景2为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至工业源平均去除率）,估算了2025年不同情景下非重点行业炉窑二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的削减潜力及其排放量.结果表明:维持2017年管控水平下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量较2017年分别增加42.32%、40.11%、45.82%;情景1下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少0.84%、增加20.86%、减少71.49%;情景2下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少63.30%、16.67%、68.51%.根据情景分析结果,结合典型大气污染物“十四五”减排策略,明确了增设末端治理设施的行业,以及开展小型燃煤炉窑清理整顿和清洁能源替代的区域等.      

春季境外生物质燃烧对东亚臭氧污染的影响

目的定量研究境外生物质燃烧对春季东亚地表臭氧浓度的影响。方法利用敏感性分析法与线性加权法,使用全球化学传输模式GEOS-Chem模拟春季全球不同地区生物质燃烧排放对东亚地表臭氧的贡献。结果春季全球生物质燃烧对东亚地表臭氧贡献在1×10~(-9)～5×10~(-9)(按体积计算)之间,其中75%是境外生物质燃烧的贡献。境外生物质燃烧对中国南部的影响比东亚其他区域更大,可达3×10~(-9)。在所有境外源区中,生物质燃烧对东亚地表臭氧影响最大的源区是非洲与东南亚。前者是中国东北部、中国北部、朝韩及日本地区的主要境外贡献区域。后者对中国南部的相对贡献最大。结论春季境外生物质燃烧对东亚地表臭氧的贡献具有一定的空间差异。境外生物质燃烧对东亚空气质量有重要影响。东亚地表臭氧污染治理需要世界各国及区域之间的良好合作。     

Observation of possible elemental sulfur in the marine atmosphere and speculation on its origin

Samples obtained during research cruises in the North Atlantic and the North Pacific showed possible evidence of gas-phase elemental sulfur, S₈. Though the sampling and analytical method are still untested for this sulfur species, these data represent the first suggestion that this sulfur species exists in the marine troposphere. Concentrations of S₈ were ∼ 1 ng m⁻³ or less, though these measurements may represent a lower limit of the true ambient concentration. Though there are only few data, concentrations of elemental sulfur appear to be elevated near coastal or continental margins in the North Atlantic. Possible sources of elemental sulfur include direct vaporization during the sulfur processing, automotive emissions, geothermal emissions, and heterogeneous oxidation of reduced sulfur in cloud droplets.     

Inventory of emissions from major air pollutant categories in Turkey

In this study, an inventory of air pollutant emission estimates from major air polluting sources in Turkey for period between 1985 and 2005 with 5-year intervals were estimated. Inventory covers anthropogenic sources of five major air pollutants of particulate matter, sulfur dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides and non-methane volatile organic compounds. Their break-down with respect to main activity sectors were shown and their distribution by the largest industrial source categories were worked out as annual estimates. This inventory and its analysis point to serious environmental implications of air pollutants and a need to develop a policy plan for reducing these emissions.     

工业用煤气燃烧装置二氧化硫减排方式的讨论

工业用煤气是工业生产中普遍采用的气体燃料,煤气燃烧过程会产生二氧化硫,减少煤气燃烧过程的二氧化硫排放可采用煤气脱硫和烟气脱硫两种方式。本文通过对煤气脱硫工艺及烟气脱硫工艺原理及参数进行对比的方式,讨论工业用燃气燃烧装置的两种二氧化硫减排方式的优缺点,为该类装置脱硫设计提供参考。