秸稈焚燒對南京及周邊地區(qū)空氣質(zhì)量的影響.pdf

1、生物質(zhì)燃燒已成為全球重要的大氣微痕量成分排放源,其排放及二次形成的氣溶膠顆粒物、污染氣體(CO、SO2、NOx、O3等)對區(qū)域和局地空氣質(zhì)量、大氣化學(xué)過程乃至氣候變化產(chǎn)生重要影響。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,每年有大量的農(nóng)作物秸稈量產(chǎn)生。而長江三角洲地區(qū)由于其較為發(fā)達的經(jīng)濟,生活方式的改變,原本用于薪柴的秸稈被大量露天焚燒。所排放的污染物在不利于污染物擴散的天氣形勢下,會導(dǎo)致本地空氣質(zhì)量的惡化,并且向沒有秸稈焚燒的城市群輸送,對本身就不容樂觀的

2、城市空氣質(zhì)量造成非常嚴(yán)重的影響。
　　 本文綜合利用地面空氣污染監(jiān)測資料、衛(wèi)星遙感火點監(jiān)測資料、氣象觀測和NCAR／NCEP再分析資料及氣流后向軌跡模擬,從污染事件發(fā)生的天氣條件和大氣邊界層特征以及大氣污染物的來源、輸送路徑等角度,對2008年10月28-29日和2010年11月1～2日南京及周邊地區(qū)發(fā)生的兩次嚴(yán)重的空氣污染事件進行分析。結(jié)果表明,江蘇和安徽地區(qū)秸稈焚燒產(chǎn)生的大氣污染物向南京及周邊地區(qū)輸送,并結(jié)合不利于污染物擴散

3、的天氣形勢和邊界層條件,即:均壓場結(jié)構(gòu)、500hPa以下弱的垂直速度、渦度和散度、較低的邊界層高度及逆溫層的存在,以及地形因素是導(dǎo)致秸稈焚燒影響南京周邊地區(qū)空氣質(zhì)量的主要因為。
　　 在Streets2001年東亞地區(qū)0.1°×0.1°排放源和2006年0.5°×0.5°人為源的基礎(chǔ)上,更新其中的人為源部分；同時利用江蘇、安徽、浙江和上海地區(qū)的農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒,統(tǒng)計計算三省一市2008年的秸稈產(chǎn)量,并以此推算出各月秸稈焚燒污染物的排

4、放量,計算出三省一市的秸稈排放源,加入到生物質(zhì)燃燒排放源中,再結(jié)合更新的人為排放源和原始生物排放源,得到新的排放源用于WRF-CMAO的模式計算。
　　 利用WRF-CMAQ模式結(jié)合新排放源對秸稈焚燒影響南京及周邊地區(qū)空氣質(zhì)量的兩次污染過程進行數(shù)值模擬研究。對秸稈焚燒的標(biāo)志性產(chǎn)物PM10與CO的模擬濃度和實測濃度進行對比分析；同時關(guān)閉各地區(qū)秸稈排放源,研究各地區(qū)秸稈排放的污染物對南京污染的貢獻大小。結(jié)果表明,模擬的PM10和CO

5、濃度時間序列較好地反映了兩次過程的污染情況,加入秸稈源后模擬效果明顯好于使用原始排放源模擬效果。各地區(qū)秸稈焚燒排放的污染物對南京污染的貢獻以南京本地貢獻最大,其次是蘇中蘇北和安徽地區(qū),蘇南地區(qū)和浙江地區(qū)的貢獻很小。對模擬結(jié)果進一步分析發(fā)現(xiàn),兩次過程南京地區(qū)使用帶有秸稈源的新排放源所模擬的O3濃度均比使用原始排放源所模擬的O3濃度要小,分析其原因發(fā)現(xiàn),南京地區(qū)VOCs／NOx比值較小,處于VOCs控制區(qū),而加入秸稈源后的NOx模擬濃度又有