王自发-区域大气细颗粒物来源解析方法

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1、技术推动环保,科学预测未来第三届大气环境影响评价国际研讨会（2013.11.13－15南京）CAEIAThe3rdInternationalConferenceonAtmosphericEnvironmentalImpmactAssessment区域大气细颗粒物来源解析方法及其在战略环评中的应用王自发中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室2013年11月13日我国面临严重的大气复合污染200150160120)-3北京>160天/年上海>200天/年12090µgm(2.5霾天数8060PM4030广州>150天/年深圳>160天/年00At

2、mos.Res.2009,94,161-1671998数据：中科院观测研究和文献整理200020022004200620082010北京PM2.5天津石家庄PM2.5全国霾污染日益严重：保定PM2.5三区十群唐山PM2.5京津冀霾天VisibilitydecreasesignificantlyoverChinawww.iap.cas.cnPhototakenfrom300mtowerwww.iap.cas.cnByJiangZhu解决大气复合污染：源头控制和规划是关键一次污染防治二次污染防治单一城市管理区域协同联动单一污染物控制多污染物协同控制污染现状、形成机制、污

3、染来源、防治策略、调控对策环境影响评价：大气污染模拟和预测如何控制PM与O2.53EC（6%）FClNO2SO4NO3PO4NaNH4KMgCaNOxOOCO33（18%）NO-3SO2-4(28%)(39%)未知水溶性离子NH+VOCs（14%）4（57%）(23%)元素光化学烟雾：臭氧(90%以上)为主的氧化剂等（5%）对人体健康和生态环境危害很大针对性的减排措施行业前体区域联防联控地域物来高效的应急措施时段源来源解析：源模型法《大气污染防治行动计划》“国十条”《大气颗粒物来源解析技术指南》环境保护部环发[2013]92号源模型法：空气质量模型+高分辨率源清

4、单+模式诊断技术环保部“来源解析技术指南”双向嵌套多尺度空气质量模式GNAQPMS全球区域城市街区特点4：新化学反应机制特点3：3双向嵌套网格结构142特点2：污染源解析技术论文发表在WASP2000;JGR,2000;Tellus2000:JGR2002:GRL2003;GRL2004;JAC2006;JGR特点1：2007;ACP,2008;JGR2009;AE2010,2011;SOLA自主建立的起沙机制2011a,b;ACP2011；ACP2012.全球洲际区域城市群城市街区橘色：沙尘浅蓝色：污染气溶胶东亚跨洲北京健德门珠三角

5、来源解析：在线源识别与源追踪技术污染排放、输送、化学转化等全过程追踪获得大气污染物的类别来源、地域来源通过质量追踪，了解污染物生成消耗过程，解决了非线性问题转化为各个被标识源对污染物浓度的贡献技术名称解析物种解析过程技术来源源识别与追踪技术一次、二次污染物不同地区和行业自主发展OSAT臭氧不同地区和行业国外引进PSAT颗粒物不同地区和行业国外引进传统数值源解析方法PMO敏感性分析方法2.53•非线性的误差；北京外的•计算时间较长，多地域多物种贡献解析需要多组试验；北京化学非线性的贡△C≠2*△C献12CE△CStreetsetal.,2008CE-50%2From上

6、海市环境监测中心污染物浓△C1度Ebase-50%Ebase0排放源源解析方法对比技术方法解析物种解析来源优点缺点敏感性分计算量大，非线一次污染物容易实现析方法性偏差NAQPMS源臭氧及一次行业•避免非线性影响无法追踪二次污示踪法污染物地区•计算量减小染物前体物来源无法多方法耦合PSAT气溶胶同上同上应用无法追踪其时间OSAT臭氧同上同上来源只能标识臭氧生GOAT臭氧地区同上成地区基于NAQPMS源示踪法发展二次污染物在线源解析模式NAQPMS-OSAMOSAM源解析方法原理假设条件：①每种污染物可以按一次排放前体物分配其来源②空气中污染物是充分混合的，同一种污染物

7、在所有标识来源中具有相同的化学反应属性③污染物可100%分配到所有可能来源：基本方法A(前体物)B(二次产物)多物种化学平衡二次气溶胶解析方法SO2生成硫酸盐近似线性铵盐和氨气达到化学平衡硫酸盐铵盐硝酸盐源解析方法较为复杂，需追踪一次排放NO的污染来源y硝酸盐OSAM源解析计算流程标识来源源排放地域时间Pre+ΔPreSec+ΔSec行业来源i来源i平流、扩散、沉降PreSec来源i来源i源解析化学反应按前体物Pre-ΔPreSec+ΔSec分配来源来源i来源i*Pre:前体物*Sec:二次生成或一次排放的污染物空间来源标识Domain3区域输送贡献区域联