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大气污染源排放清单是指在某区域内大气污染物的排放量及其时空分布,大气污染源排放清单所提供的主要污染来源和分担率,是环境质量预测空气质量模型、人体健康风险评估研究、污染来源解析、应急决策评估、减排治理规划的重要基础信息来源,是一个城市及地区空气质量改善及保障的根本依据。

中科三清可提供以下大气污染源排放清单系统建设服务:

  • 编制城市高分辨率污染排放清单
  • 提供区域级别污染源排放清单
  • 实现排放清单与空气质量模式系统对接
  • 提供排放清单更新和管理工具

系统设计

排放清单系统建设的核心是在建立城市高分辨率排放清单的基础上,耦合区域排放清单数据,并进行时间、空间和化学物种分配,以网格化方式输出排放数据,以满足预报预警系统模拟需要。城市排放清单主要包括工业源、机动车、民用、农业、生物质燃烧等人为排放源,数据来源主要以城市现有环境统计系统数据为基础,辅以排放源调查更新活动水平,对于现有数据难以覆盖的排放源,应结合经权威认可的区域排放清单数据进行耦合同化;区域排放清单主要包括各人为源及天然源,提供与空气质量模拟相匹配的多尺度排放数据。排放清单应至少包括SO2、NOx、CO、VOC、PM10、PM2.5、BC、OC等8种污染物。此外,根据空气质量预报预警系统的需要适时对排放清单进行更新维护。

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图  排放清单系统技术路线

区域污染源排放清单

根据预警预报业务系统的多重嵌套区域提供对应空间分辨率的排放清单数据,第一区域模拟中尺度区域范围,水平分辨率为27-36km;第二区域覆盖模拟城市周边省份区域范围,水平分辨率为9-12km;第三区域覆盖城市尺度范围,水平分辨率为3-4km。区域污染源排放数据一般采用国内已通过权威认可的区域大气污染物排放清单,包括人为源与天然源排放数据。

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图 多重嵌套区域排放清单示意图

城市污染源排放清单

(1)工业源

以现有环境统计体系为基础,整合污染源普查、年度环境统计数据等污染源统计数据,提取各类污染源基本情况、活动水平及控制技术等关键信息。以污染源普查、环境统计等数据基础数据,收集工业源活动水平基础数据,在此基础上完成不同数据来源中的污染源基础信息和活动水平匹配,通过污染源基础信息、活动水平、排放因子、控制效率等数据之间的交叉关联,实现每一个排放源的排放量计算。

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图 工业源行业分类体系

(2)机动车排放源

(3)民用、农业、生物质燃烧等排放源

 

排放清单与空气质量模式系统对接

对排放清单进行处理,生成符合空气质量模式输入格式要求的排放清单,从而实现空气质量预报、污染溯源追踪、措施情景模拟等功能。主要是对排放清单进行时间分解、空间分解、化学物质分解和格式转换:

  • 时间分解

时间分解参数设置用来将年排放量转化为每个月每天每小时的排放量,满足时间分辨率的要求。

  • 空间分解

空间分解的作用是利用空间分配变化系数,将年排放量分配到垂直高度中,满足空间分辨率的要求。

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图 排放清单空间分配

  • 化学分解

化学物种分解的作用是依据源谱数据将PM和VOC等污染物转化为模型计算所需的化学物种,满足大气化学过程模拟对化学分辨率的要求。

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  • 格式转换

将经过时空分解以及化学分解之后的排放清单,通过污染源排放模式,转换成网格化形式的能够作为空气质量模式输入数据的格式。

  • 城市与区域排放清单耦合同化

将基于各类环境统计数据计算获得的城市排放清单与区域排放清单数据进行耦合同化,进而获得高时空分辨率的网格化排放清单。

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图 城市排放清单与区域排放清单耦合同化