江苏省冬季典型PM_%282.5%29污染过程分析及应对效果评估研究.pdf

第 卷第 期 年 月环境科学与管理 收收稿稿日日期期:基基金金项项目目:江江苏苏省省生生态态环环境境科科研研项项目目(项项目目编编号号:)作作者者简简介介:宿宿杰杰()男男 硕硕士士 工工程程师师 主主要要从从事事大大气气污污染染防防治治技技术术与与管管理理研研究究工工作作 通通信信作作者者:李李荔荔文文章章编编号号:()江江苏苏省省冬冬季季典典型型 .污污染染过过程程分分析析及及应应对对效效果果评评估估研研究究宿宿杰杰 林林曼曼菲菲 陈陈凌凌霄霄 张张云云浩浩 李李荔荔(江江苏苏省省环环境境科科学学研研究究院院 江江苏苏 南南京京 )摘摘 要要:针针对对 年年 月月底底到到 年年 月月间间江江苏苏长长时时间间、大大范范围围的的 .污污染染过过程程 综综合合利利用用空空气气质质量量站站点点、大大气气超超级级站站、工工业业污污染染排排放放和和用用电电量量等等数数据据进进行行分分析析 并并对对应应对对效效果果进进行行评评估估 结结果果表表明明 与与上上年年相相似似案案例例相相比比 本本轮轮污污染染过过程程受受传传输输及及本本地地污污染染共共同同影影响响 范范围围广广、累累积积效效应应高高、程程度度重重 .中中硝硝酸酸盐盐等等二二次次组组分分占占比比突突出出 尤尤其其是是二二次次有有机机组组分分占占比比明明显显抬抬升升 部部分分时时段段烟烟花花燃燃放放也也推推高高了了污污染染水水平平 各各地地落落实实应应急急管管控控措措施施 污污染染应应对对效效果果较较好好 实实现现重重污污染染天天气气的的消消除除 既既要要大大力力推推进进氮氮氧氧化化物物和和 协协同同减减排排、尤尤其其是是加加大大 减减排排力力度度 又又要要稳稳妥妥有有效效控控制制烟烟花花燃燃放放等等影影响响 关关键键词词:.污污染染过过程程 二二次次组组分分 效效果果评评估估中中图图分分类类号号:文文献献标标志志码码:.():.:.前前言言近近年年来来 通通过过持持续续推推进进大大气气污污染染防防治治工工作作 江江苏苏环环境境空空气气质质量量取取得得明明显显改改善善 年年 年年 江江苏苏细细颗颗粒粒物物(.)年年均均浓浓度度从从 /下下降降至至 /、降降幅幅达达 .江江苏苏省省重重污污染染天天数数比比例例降降至至 .但但总总体体看看来来 秋秋冬冬季季部部分分地地区区仍仍然然较较为为频频繁繁地地出出现现以以 .为为首首要要污污染染物物的的重重污污染染天天气气 严严重重影影响响空空气气质质量量 为为厘厘清清污污染染成成因因、支支撑撑有有效效应应对对污污染染过过程程 大大量量学学者者进进行行了了广广泛泛、深深入入的的研研究究 研研究究表表明明 .污污染染过过程程通通常常受受污污染染排排放放和和气气象象条条件件叠叠加加影影响响 沙沙尘尘、燃燃放放烟烟花花爆爆竹竹、秸秸秆秆焚焚烧烧等等偶偶发发事事件件也也会会导导致致 .浓浓度度升升高高 第 卷第 期 年 月宿杰等江苏省冬季典型.污染过程分析及应对效果评估研究 江江苏苏省省经经济济总总量量大大 产产业业结结构构以以重重化化工工为为主主、能能源源结结构构以以煤煤为为主主、运运输输结结构构以以公公路路货货运运为为主主 单单位位国国土土面面积积污污染染物物排排放放强强度度较较高高 大大气气污污染染防防治治工工作作面面临临着着较较大大挑挑战战 基基于于此此省省情情特特点点 江江苏苏省省完完成成重重污污染染天天气气的的消消除除任任务务殊殊为为不不易易 尤尤其其是是徐徐州州市市、宿宿迁迁市市等等苏苏北北城城市市 在在本本地地排排放放与与区区域域传传输输共共同同影影响响下下 秋秋冬冬季季发发生生重重污污染染天天气气频频次次仍仍然然较较高高 做做好好污污染染过过程程分分析析和和应应对对研研究究 对对于于优优化化应应对对措措施施、提提高高应应对对成成效效、削削弱弱重重污污染染天天气气影影响响有有重重要要意意义义 研研究究以以江江苏苏省省及及典典型型城城市市 年年 月月底底到到 年年 月月的的污污染染过过程程为为例例 旨旨在在通通过过研研究究厘厘清清污污染染过过程程的的产产生生与与演演变变特特征征 分分析析影影响响因因素素与与应应对对效效果果 为为逐逐步步消消除除重重污污染染天天气气提提供供科科学学支支撑撑 数数据据来来源源与与方方法法文文章章使使用用的的环环境境空空气气质质量量监监测测数数据据来来自自于于江江苏苏省省参参与与评评价价的的 个个国国控控站站点点 监监测测方方法法、分分析析方方法法、数数据据统统计计等等严严格格按按照照 环环境境空空气气质质量量标标准准()、环环境境空空气气质质量量指指数数()技技术术规规定定()和和 环环境境空空气气质质量量评评价价技技术术规规范范(试试行行)()等等规规定定执执行行 风风场场、气气压压等等气气象象资资料料来来源源于于 模模拟拟数数据据 .组组分分数数据据为为大大气气超超级级站站在在线线监监测测数数据据 工工业业企企业业排排放放量量、用用电电量量数数据据来来自自于于江江苏苏省省固固定定污污染染源源监监控控平平台台 结结果果与与讨讨论论.污污染染过过程程总总体体情情况况图 年 月 日 年 月 日江苏省各市.日均浓度图 年 月 日江苏省各市.日均浓度 年年 月月 日日 年年 月月 日日 江江苏苏省省接接连连发发生生 次次 .污污染染过过程程(如如图图 所所示示)第第 次次为为 年年 月月 日日至至 日日 江江苏苏省省 市市共共出出现现 个个中中度度污污染染天天、个个轻轻度度污污染染天天 小小时时浓浓度度第 卷第 期 年 月宿杰等江苏省冬季典型.污染过程分析及应对效果评估研究 峰峰值值为为 /(宿宿迁迁市市 日日 时时)第第 次次为为 年年 月月 日日至至 年年 月月 日日 市市共共出出现现 个个重重度度污污染染天天、个个中中度度污污染染天天、个个轻轻度度污污染染天天 小小时时浓浓度度峰峰值值达达到到 /(徐徐州州市市 日日 时时)第第 次次为为 年年 月月 日日至至 日日 市市共共出出现现 个个重重度度污污染染天天、个个中中度度污污染染天天、个个轻轻度度污污染染天天 小小时时浓浓度度峰峰值值达达到到 /(宿宿迁迁市市 日日 时时)年年 月月 日日江江苏苏省省同同样样发发生生了了长长时时间间、大大范范围围的的 .污污染染过过程程(如如图图 所所示示)对对比比两两轮轮相相似似过过程程 本本轮轮污污染染过过程程的的程程度度更更重重、范范围围更更广广、累累积积效效应应明明显显 本本轮轮污污染染期期间间 市市共共增增加加 个个重重度度污污染染天天、个个中中度度污污染染天天 且且有有 天天江江苏苏省省 市市全全部部污污染染 月月 日日连连续续 天天半半数数以以上上城城市市污污染染 月月 日日和和 月月 日日分分别别有有 个个和和 个个城城市市仍仍有有 .污污染染 导导致致污污染染不不断断累累积积叠叠加加 而而 年年初初 次次污污染染过过程程之之间间有有 个个较较强强的的清清洁洁过过程程 总总体体上上减减轻轻了了污污染染累累积积程程度度 .污污染染过过程程演演变变特特征征分分析析显显示示 前前 次次污污染染过过程程较较为为相相似似 均均呈呈现现“北北方方区区域域输输送送 本本地地静静稳稳累累积积 冷冷空空气气南南下下污污染染缓缓解解”的的演演变变特特征征:污污染染前前期期主主导导风风向向均均为为偏偏北北风风 上上游游重重污污染染气气团团向向江江苏苏省省输输送送 污污染染范范围围由由苏苏北北地地区区逐逐步步扩扩大大至至江江苏苏省省 污污染染中中期期江江苏苏省省大大部部分分地地区区地地面面风风速速低低于于./不不利利扩扩散散气气象象条条件件下下 污污染染物物本本地地累累积积、浓浓度度进进一一步步抬抬升升 徐徐州州市市、宿宿迁迁市市等等城城市市短短时时达达重重度度污污染染 污污染染后后期期南南下下的的冷冷空空气气强强度度较较弱弱 不不仅仅未未能能有有效效清清除除 .污污染染 而而且且导导致致污污染染高高值值自自北北向向南南推推移移、污污染染累累积积加加重重 第第 次次污污染染过过程程中中(如如图图 所所示示)主主导导风风向向多多变变导导致致污污染染物物在在区区域域内内震震荡荡和和累累积积:污污染染前前期期主主导导风风向向为为偏偏南南风风 月月 日日江江苏苏省省大大部部分分地地区区地地面面风风速速低低于于./污污染染中中期期 日日风风向向转转为为西西 西西北北风风 大大部部分分地地区区地地面面风风速速达达到到 /将将上上游游安安徽徽省省、山山东东省省等等地地的的污污染染气气团团快快速速向向江江苏苏省省输输送送 污污染染范范围围逐逐步步扩扩大大至至江江苏苏省省 污污染染后后期期 日日夜夜间间转转为为偏偏南南风风 江江苏苏省省污污染染由由南南向向北北清清除除 日日冷冷空空气气南南下下 污污染染物物再再次次自自北北向向南南移移动动 导导致致江江苏苏省省污污染染短短时时加加重重 直直至至 日日晚晚间间污污染染清清除除 图 年 月 日污染过程演变示意图.污污染染过过程程 .组组分分特特征征选选取取南南通通市市、常常州州市市作作为为典典型型城城市市 对对污污染染过过程程的的 .组组分分特特征征进进行行分分析析 结结果果显显示示(如如图图 所所示示)二二次次生生成成污污染染是是 .的的主主要要组组分分 硝硝酸酸盐盐、有有机机物物、硫硫酸酸盐盐三三者者占占比比之之和和超超过过 其其中中硝硝酸酸盐盐是是 .浓浓度度抬抬升升的的主主要要因因素素 污污染染时时段段南南通通第 卷第 期 年 月宿杰等江苏省冬季典型.污染过程分析及应对效果评估研究 市市、常常 州州 市市 .中中 硝硝 酸酸 盐盐 浓浓 度度 占占 比比 分分 别别 为为 、比比全全时时段段均均值值抬抬升升 、个个百百分分点点 其其他他各各组组分分占占比比均均持持平平或或下下降降 三三次次污污染染过过程程中中 氮氮转转化化率率()均均随随着着硝硝酸酸盐盐浓浓度度抬抬升升而而增增大大 南南通通市市、常常州州市市污污染染时时段段 分分别别为为 、分分别别较较全全时时段段均均值值高高 .、.说说明明氮氮氧氧化化物物转转化化生生成成硝硝酸酸盐盐是是 .浓浓度度抬抬升升的的重重要要因因素素 图 典型城市.组分时间序列 与与 年年 月月 日日的的污污染染过过程程相相比比 本本轮轮污污染染过过程程中中南南通通市市、常常州州市市 .组组分分中中硝硝酸酸盐盐的的占占比比和和 基基本本持持平平 而而有有机机物物()占占比比分分别别抬抬升升了了 .个个和和 个个百百分分点点 有有机机碳碳与与元元素素碳碳的的比比值值(/)分分别别增增加加了了 、.说说明明本本轮轮污污染染过过程程中中有有机机物物对对 .的的贡贡献献比比上上年年更更为为突突出出 下下一一步步需需在在坚坚定定不不移移持持续续推推动动氮氮氧氧化化物物减减排排的的基基础础上上 以以更更大大力力度度推推进进 减减排排 .燃燃放放烟烟花花爆爆竹竹对对 .的的影影响响烟烟花花爆爆竹竹燃燃放放不不仅仅会会引引发发火火灾灾、爆爆炸炸等等安安全全事事故故 其其瞬瞬时时产产生生大大量量的的氮氮氧氧化化物物、二二氧氧化化硫硫以以及及含含有有金金属属氧氧化化物物的的粉粉尘尘 在在不不利利气气象象条条件件下下 会会对对区区域域空空气气质质量量造造成成较较为为严严重重的的不不利利影影响响 典典型型城城市市组组分分数数据据显显示示(如如图图 所所示示).组组分分中中钾钾离离子子与与氯氯离离子子浓浓度度多多次次同同时时突突升升 如如 月月 日日 时时钾钾离离子子与与氯氯离离子子浓浓度度分分别别为为 ./和和 ./占占 .比比值值分分别别达达到到 .和和 .高高出出整整个个时时段段平平均均值值(年年 月月 日日 年年 月月 日日)个个和和 .个个百百分分点点 钾钾离离子子与与氯氯离离子子作作为为烟烟花花爆爆竹竹示示踪踪组组分分 两两者者同同时时升升高高 表表明明该该时时段段内内燃燃放放烟烟花花爆爆竹竹助助推推了了 .浓浓度度的的升升高高 做做好好烟烟花花爆爆竹竹的的科科学学管管控控 对对于于削削弱弱污污染染程程度度、改改善善空空气气质质量量具具有有积积极极作作用用 年年江江苏苏省省提提前前谋谋划划、统统筹筹部部署署烟烟花花爆爆竹竹燃燃放放管管控控工工作作 除除优优化化调调整整禁禁放放区区之之外外 部部分分城城市市探探索索在在禁禁放放区区范范围围外外科科学学设设置置燃燃放放点点 如如南南京京市市统统筹筹布布设设 处处燃燃放放点点 制制定定应应急急方方案案、设设立立现现场场指指挥挥部部 确确保保安安全全、环环保保燃燃放放 苏苏州州市市在在工工业业园园区区第 卷第 期 年 月宿杰等江苏省冬季典型.污染过程分析及应对效果评估研究 阳阳澄澄湖湖半半岛岛度度假假区区、吴吴中中区区甪甪直直镇镇水水八八仙仙生生态态文文化化园园、吴吴江江区区东东太太湖湖阅阅湖湖台台设设置置 个个燃燃放放点点 连连云云港港市市在在海海州州区区、灌灌南南县县设设 处处燃燃放放点点 限限定定燃燃放放时时间间 以以最最大大程程度度消消除除烟烟花花爆爆竹竹这这一一“变变量量”对对空空气气质质量量的的不不利利影影响响 一一段段时时期期以以来来 烟烟花花爆爆竹竹“禁禁”与与“放放”的的争争论论一一直直存存在在 “禁禁”还还是是“放放”背背后后应应是是对对民民俗俗、安安全全、环环保保等等因因素素的的多多方方考考量量 显显然然“一一禁禁了了之之”与与“一一放放了了之之”都都不不可可取取 实实施施分分类类管管控控措措施施是是一一个个可可以以兼兼顾顾各各方方的的选选项项 一一方方面面应应根根据据扩扩散散条条件件等等进进行行科科学学评评估估 优优化化调调整整禁禁放放或或限限放放区区域域 另另一一方方面面可可以以通通过过合合理理布布设设燃燃放放点点 引引导导有有序序燃燃放放 减减少少对对空空气气质质量量的的影影响响 图 典型城市钾离子与氯离子浓度时间序列(评价示踪元素浓度与 比值).污污染染过过程程应应对对为为有有效效应应对对本本轮轮重重污污染染过过程程 江江苏苏省省大大气气污污染染防防治治联联席席会会议议办办公公室室(简简称称“省省大大气气办办”)于于 年年 月月 日日印印发发 关关于于做做好好近近期期大大气气污污染染过过程程应应对对工工作作的的通通知知 各各地地根根据据污污染染研研判判情情况况 适适时时启启动动污污染染应应急急管管控控 在在确确保保安安全全生生产产的的前前提提下下 有有计计划划地地实实施施污污染染减减排排 年年 月月 日日 省省大大气气办办印印发发 关关于于启启动动重重污污染染天天气气黄黄色色预预警警的的通通知知 各各地地落落实实重重污污染染天天气气应应急急级级管管控控措措施施 纳纳入入工工业业源源应应急急减减排排清清单单的的 万万余余家家工工业业企企业业落落实实具具体体到到生生产产线线的的减减排排要要求求 压压降降内内源源排排放放 力力争争实实现现污污染染“削削峰峰”月月 日日 省省大大气气办办印印发发 关关于于升升级级重重污污染染天天气气等等级级至至橙橙色色预预警警的的通通知知 将将重重污污染染黄黄色色预预警警升升级级为为橙橙色色预预警警 各各地地落落实实重重污污染染天天气气应应急急 级级管管控控措措施施 进进一一步步减减少少内内源源排排放放 预预警警启启动动后后 江江苏苏省省工工业业用用电电量量及及污污染染物物排排放放量量均均明明显显下下降降 总总体体上上污污染染应应对对效效果果较较好好 其其中中徐徐州州市市、淮淮安安市市、南南通通市市等等地地工工业业企企业业氮氮氧氧化化物物和和 排排放放量量降降幅幅均均达达到到 以以上上 为为污污染染“削削峰峰”做做出出了了积积极极贡贡献献 结结论论 年年与与 年年交交接接之之际际 江江苏苏省省接接连连发发生生 次次 .污污染染过过程程 本本轮轮污污染染中中 二二次次组组分分是是组组成成 .污污染染的的主主要要部部分分 江江苏苏省省 .污污染染正正在在向向“二二次次生生成成”主主导导型型转转变变 其其中中二二次次有有机机物物的的贡贡献献比比上上年年更更加加突突出出 前前体体物物 对对 .污污染染的的贡贡献献在在逐逐步步增增加加 大大力力推推进进 减减排排是是现现阶阶段段大大气气复复合合污污染染治治理理的的关关键键 污污染染时时段段 .组组分分中中钾钾、氯氯离离子子的的浓浓度度和和占占比比都都明明显显上上升升 表表明明燃燃放放烟烟花花(下下转转第第 页页)第 卷第 期 年 月赵碧云等湖北一次沙尘天气过程气象条件研究 参参考考文文献献:田田松松妮妮.基基于于特特大大沙沙尘尘天天气气事事件件的的东东亚亚尘尘源源地地相相互互作作用用研研究究 .呼呼和和浩浩特特:内内蒙蒙古古大大学学 .翟翟亮亮 雷雷蕾蕾 刘刘瑞瑞鑫鑫 等等.两两类类典典型型沙沙尘尘过过程程对对比比及及清清除除机机制制分分析析 .环环境境科科学学学学报报 ():.刘刘洋洋 徐徐娟娟 孔孔小小怡怡 等等.西西北北地地区区一一次次典典型型沙沙尘尘过过程程中中气气溶溶胶胶垂垂直直分分布布和和来来源源分分析析 .陕陕西西气气象象 ():.段段伯伯隆隆 刘刘新新伟伟 郭郭润润霞霞 等等.“”北北方方强强沙沙尘尘暴暴天天气气成成因因分分析析 .干干旱旱气气象象 ():.张张璐璐 宋宋桂桂英英 范范凡凡 等等.年年 月月 日日中中国国北北方方地地区区沙沙尘尘暴暴天天气气过过程程诊诊断断及及沙沙尘尘污污染染输输送送分分析析 .环环境境科科学学学学报报 ():.何何欢欢 赵赵碧碧云云 韦韦凯凯华华 等等.荆荆门门市市冬冬季季 .传传输输轨轨迹迹及及潜潜在在源源分分析析 .沙沙漠漠与与绿绿洲洲气气象象 ():.李李蔚蔚 周周益益平平 杨杨云云芸芸 等等.湖湖南南一一次次重重污污染染天天气气过过程程气气象象条条件件及及传传输输路路径径分分析析 .四四川川环环境境 ():.(上上接接第第 页页)提提高高了了 .污污染染水水平平 做做好好烟烟花花爆爆竹竹的的科科学学管管控控与与引引导导 对对于于改改善善环环境境空空气气质质量量具具有有积积极极作作用用 实实践践证证明明 科科学学合合理理布布设设燃燃放放点点、实实施施分分类类管管控控是是能能够够兼兼顾顾民民俗俗、环环保保“最最大大公公约约数数”的的选选项项 为为应应对对本本轮轮污污染染过过程程 江江苏苏省省各各地地实实施施应应急急减减排排“削削峰峰”应应对对效效果果较较好好 为为下下一一步步打打好好消消除除重重污污染染天天气气攻攻坚坚战战贡贡献献了了较较好好的的经经验验 参参考考文文献献:江江苏苏省省生生态态环环境境厅厅.年年度度江江苏苏省省生生态态环环境境状状况况公公报报 /.().:/./.江江苏苏省省人人民民政政府府.江江苏苏省省政政府府 年年政政府府工工作作报报告告 /.().:/./.王王莹莹 智智协协飞飞 白白永永清清 等等.长长江江中中游游地地区区 .重重污污染染过过程程的的典典型型天天气气环环流流分分型型及及区区域域传传输输影影响响 .环环境境科科学学 ():.吕吕鑫鑫 郭郭庆庆彪彪 姜姜传传礼礼 等等.年年秋秋季季东东三三省省秸秸秆秆焚焚烧烧监监测测及及其其空空气气污污染染效效应应分分析析 .环环境境污污染染与与防防治治 ():.贾贾红红 席席琳琳 张张方方方方 等等.烟烟花花爆爆竹竹燃燃放放对对大大气气污污染染物物和和无无机机离离子子的的影影响响研研究究 .环环境境科科学学与与管管理理 ():.庞庞礴礴 郑郑有有飞飞 殷殷华华 等等.宿宿迁迁 次次突突发发性性空空气气重重污污染染过过程程对对比比分分析析 .环环境境科科学学学学报报 ():.姚姚宇宇坤坤 夏夏思思佳佳 刘刘倩倩 等等.江江苏苏省省大大气气环环境境现现状状、问问题题分分析析及及对对策策建建议议 .资资源源节节约约与与环环保保 ():.冯冯春春莉莉 孟孟庆庆江江 孙孙瑞瑞 等等.基基于于多多源源综综合合观观测测的的徐徐州州冬冬季季重重污污染染过过程程分分析析 .环环境境科科学学学学报报 ():.吕吕文文丽丽 张张凯凯 曹曹晴晴 等等.烟烟花花爆爆竹竹燃燃放放对对大大气气污污染染物物及及 .组组分分影影响响 .中中国国环环境境科科学学 ():.