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城市空气质量指数污染源研究论文

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2024-12-27 13:59:26    来源:    作者:liziwei

摘要:为了提升城市空气污染问题治理效果,以某城市为例,分析了城市空气质量指数污染源特征。首先,简单介绍了研究区域的基本情况,然后以此为基础,根据城市空气污染情况确定出污染源与排放因子。最后详细分析了各种污染物排放比例,以准确了解某地区空气质量指数污染源特征,为当地更好地开展城市空气污染治理工作提供支持。

  摘要:为了提升城市空气污染问题治理效果,以某城市为例,分析了城市空气质量指数污染源特征。首先,简单介绍了研究区域的基本情况,然后以此为基础,根据城市空气污染情况确定出污染源与排放因子。最后详细分析了各种污染物排放比例,以准确了解某地区空气质量指数污染源特征,为当地更好地开展城市空气污染治理工作提供支持。

  关键词:城市空气污染;空气质量指数;污染源

  0引言

  城市化建设进程不断加快的今天,不仅提高了居民的生活水平,而且还加剧了城市空气污染问题,不符合现代社会长期可持续发展的要求。虽然,随着我国经济的快速发展,各个地区均对城市空气环境保护产生了高度重视,并采取相应方法对城市空气污染问题进行治理,取得了较为不错的效果。但通过深入研究可以发现,很多区域由于对城市空气质量指数污染源的了解不足,导致治理方案并不合理,在一定程度上影响城市空气污染问题的治理效果。为此,分析了某地区城市空气质量指数污染源特征,对某城市乃至其他类似城市更好地开展城市空气污染治理工作具有重要意义。

  1研究区域概况

  以某城市为例,分析了城市空气质量指数污染源特征。该城市位于我国东南沿海地区,属于二线城市,总面积约为6 340 km2,总人口约为2 428万人,经济总产值达到了10 000亿元以上。由当地环境保护局调查资料的整理与分析可以发现,该城市空气质量总体保持良好,但存在较为严重的臭氧污染问题,则近年来该问题更加严重,其中,在AOI优良率方面,2023年达到了76.2%,比2022年减少了0.1%,减少幅度并不是很大,可忽略不计;在PM2.5方面,其质量浓度2023年约为39μg/m3,2022年为6μg/m3,下降幅度约为13.3%;在PM10方面,其质量浓度2023年约为55μg/m3,2022年为60.85μg/m3,下降幅度约为6.8%;在SO2质量浓度方面,2023年约为12μg/m3,2022年为10μg/m3,下降幅度约为20.0%;在NOx质量浓度方面,2023年约为44μg/m3,2022年为43μg/m3,下降幅度约为13.3%。而臭氧质量浓度由103μg/m3提升到112μg/m3,提升幅度为8.03%。由此可以发现,该城市依然存在一定的空气污染问题,需要进一步治理。

  2污染源识别

  通过城市空气污染现状的调查,结合其他相关资料的查询,可以初步确定出城市空气污染源。但需要注意的是,其中部分污染源在城市中的比重很低,因而为了降低研究难度,可将这些污染源剔除,由此得到4类污染源,分别为能源燃烧、机动车、人类生活、工业生产与建筑建设,具体如表1所示。

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  3污染物排放比例分析

  3.1能源燃烧排放占比

  通过相关资料的查询可知,对能源燃烧排放的空气污染物分析时,一般通过采用的是排放系数法,即以能源消耗量为基础,结合各种污染物的排放因子,推导出各种能源燃烧时某种污染物的排放量,表达式(1)为:

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  式中:Ci为第i种污染物的排放量;Aj为第j种燃烧能源的消耗量;Ei,j为燃烧第j种能源排放的第i种污染物的排放因子,可通过相关资料查询而得。

  利用上述公式对某城市空气污染进行计算后,可以得到如图1所示结果。由图1可知,对于PM10来说,主要来源于原煤燃烧,其次为焦炭燃烧,其他能源燃烧产生的PM10相对较少,基本可以忽略不计;对于PM2.5来说,主要来源于原煤燃烧,其次为焦炭燃烧,其他能源燃烧产生的PM2.5相对较少,基本可以忽略不计;对于SO2浓度来说,主要来源为焦炭燃烧,其次为原煤燃烧,其他能源燃烧产生的SO2相对较少,基本可以忽略不计;对于NOx浓度来说,主要来源为焦炭与燃煤的燃烧,且汽油与柴油也会产生少量的NOx,其他能源燃烧产生的NOx相对较少,基本可忽略不计;对于CO来说,基本完全由原煤与焦炭燃烧,其他燃料燃烧产量非常少,可忽略不计;对于VOCs来说,主要来源于焦炭燃烧,其次为原煤燃烧,且汽油与柴油也会产生少量的VOCs,其他能源燃烧产生的VOCs相对较少,基本可以忽略不计。综合表明,在能源燃烧源方面,主要有害气体均由原煤或焦炭燃烧产生,应作为能源燃烧源治理的重点。

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  3.2机动车尾气排放占比

  机动车尾气排放污染水平计算时,计算公式(2)为:

  Ei=Pm×Mm×Fmi×10-6.(2)

  式中:Ei为污染物i的排放量;Pm为机动车的总数量;Mm为第m种车型(包括大、中、小型客车或货车)车辆每年行驶的里程数;Fmi为第m种车型第i种污染物的排放因子。

  通过对某城市空气污染数据的整理与计算,可以得到如图2所示结果。由图2可知,对于PM10与PM2.5来说,主要来源于重型货车,其他类型车辆产生量相对较少,基本可以忽略不计;对于SO2浓度来说,主要来源为小型客车,其次为重型货车与大型客车,其他类型车辆的产生量相对较少,基本可忽略不计;对于NOx浓度来说,主要来源为重型货车,其次为小型客车,其他类型车辆的产生量相对较少,基本可忽略不计;对于CO与VOC浓度s来说,主要来源为小型客车,且重型货车也可产生一定量的CO或VOCs。综合表明,在机动车类型方面,主要有害气体均由重型货车与小型客车产生,应作为车辆尾气治理的重点。

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  3.3居民生活燃料排放占比

  分析居民生活燃料对空气质量污染影响时,主要按照以下公式推导出各种污染物的排放量,如式(3)所示:

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  式中:Qi为第i种污染物i的排放量,其他符号与公式(1)相同。

  通过对居民燃料用量等数据的调查,结合公式(3)的计算,可以得到如图3所示结果。由图3可知,在PM10与PM2.5方面,主要来源均为天然气燃烧,其次为煤炭燃烧,且还有少量PM10或PM2.5是由于液化气燃烧产生的;对于SO2与CO浓度来说,主要来源均为煤炭燃烧,其次为天然气燃烧,而液化气燃烧产生量相对较少,基本可忽略不计;对于NOx与VOCs来说,主要来源于天然气燃烧,其次为煤炭燃烧,而液化气燃烧产生量相对较少,基本可忽略不计。综合表明,在居民生活燃料方面,主要有害气体均由天然气与煤炭燃烧产生,应作为居民生活燃料排放污染的治理重点。

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  3.4工业生产排放占比

  分析工业生产对空气质量污染影响时,主要计算公式为式(4):

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  式中:Pj为第j个行业产品的生产量;Fi,j为第j个行业第i个污染物的排放因子,可通过相关资料查询而得。

  某城市是一个大型城市,工业行业众多,研究中仅选择6个主要工业行业作为研究对象,对各种污染物排放量进行了调查与统计,由此得到如表2所示结果。由表2可知,电子产品生产时,主要产生的污染物为SO2与NOx,且NOx占比远高于SO2;汽车制造、成套设备制造及生物医药制造时,只会产生一定量的VOCs,其中,成套设备制造的VOCs产生量最多,生物医药制造次之;石油化工行业生产时会产生大量的有害气体,除CO排放量之外,其他污染物的排放量均远高于其他行业;钢材加工时排放的CO最高,将近石油化工排放量的10倍,其他污染物的排放量也相对较高,但均低于石油化工行业。综合表明,在工业生产方面,主要污染物均由石油化工与钢材加工行业产生,应作为空气污染治理的重点。

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  4结语

  分析了某城市空气质量指数污染源。通过分析可以发现,该城市空气污染源主要有原煤与焦炭的燃烧、重型货车与小型客车行驶、居民生活时煤炭与天然气的燃烧、石油化工与钢材加工等工业行业,当地环境保护部门应将这些主要污染源作为空气污染问题治理的重点,以进一步提升当地城市空气污染治理效果,为该城市长期可持续发展打下良好基础。

       参考文献:

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