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清華團(tuán)隊(duì)開發(fā)“高分辨率污染源清單”,對霧霾進(jìn)行靶向治療
進(jìn)入秋冬季以來,京津冀地區(qū)霧霾來了又去,連在朋友圈里曬藍(lán)天也成了奢侈的事。
其實(shí),對于空氣污染,相關(guān)部門一直在治理。治霾路上艱難多,到底該如何攻堅(jiān)?
針對霧霾治理,在環(huán)境保護(hù)部對外合作中心和亞洲清潔空氣中心主辦、成都市環(huán)保局協(xié)辦的第十二屆中國城市空氣質(zhì)量管理研討會上,國內(nèi)外專家都提到了精準(zhǔn)治霾和建立科學(xué)決策體系。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院賀克斌團(tuán)隊(duì)與亞洲清潔空氣中心共同開發(fā)的《區(qū)域空氣質(zhì)量動態(tài)調(diào)控技術(shù)平臺及典型應(yīng)用案例》(以下簡稱《案例》)提供了精準(zhǔn)治霾的思路。
■污染天為何頻發(fā)?
□內(nèi)因是排放,外因是氣象
大氣污染到底是什么原因造成的?中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長賀克斌認(rèn)為,長期來講內(nèi)因是排放,外因是氣象。
“有人會問,你看前天北京還藍(lán)天白云,今天污染都300多了,前天和今天相比,排放有什么變化?污染主要還是氣象造成的,不是排放造成的。”賀克斌認(rèn)為不然,“道理很簡單,同樣差的氣象條件北京20年前也有,為什么今天就扛不住了呢?只要去看看北京周邊污染物排放增加了多少就可以得出結(jié)論。”
其實(shí),自《大氣十條》實(shí)行以來,我國的城市空氣質(zhì)量情形總體得到改善,但短期內(nèi)我國的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造和能源結(jié)構(gòu)難以產(chǎn)生根本性轉(zhuǎn)變,再加上天氣、地形等不利因素影響,才會導(dǎo)致霧霾反復(fù)無常。
在賀克斌看來,要達(dá)到《大氣十條》相應(yīng)目標(biāo)就必須提升大氣污染防治的科學(xué)化和精細(xì)化程度,在《大氣十條》的最后一年,精準(zhǔn)治霾勢必成為主流。
“精準(zhǔn)治霾需要強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),建立‘研判—決策—實(shí)施—評估—優(yōu)化’的決策支持體系,加強(qiáng)區(qū)域一體化的大氣污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)報(bào)才能建設(shè)。”賀克斌說。
■減排最怕“一刀切”
□精準(zhǔn)治霾需要“源清單”
有病不能亂投醫(yī),得找準(zhǔn)“病根”進(jìn)行靶向治療。這樣的經(jīng)驗(yàn)對于重污染天氣同樣適用,治理霧霾,需對癥下藥。
賀克斌介紹,通過引入?yún)^(qū)域空氣質(zhì)量動態(tài)調(diào)控技術(shù)平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)定量測算大氣污染防治辦法實(shí)施的空氣質(zhì)量改善效果,從而為區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警、重污染天氣應(yīng)急計(jì)劃制訂及效果評估、空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)計(jì)劃等工作供給技術(shù)支撐。
“這些工作的基礎(chǔ)在于詳細(xì)的排放源清單,否則科學(xué)決策無從談起。”賀克斌說。
賀克斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過對各類排放源的測試實(shí)驗(yàn),摸索污染源排放的特征、規(guī)律,將污染源識別范圍由幾十種增加到700多種,清單更新頻率從5年~10年提高到1年,并將主要污染物排放量的不確定性降低了50%~70%,顯著改善了清單的準(zhǔn)確性和對污染源的識別精度。他們把這項(xiàng)技術(shù)命名為高分辨率大氣污染源清單技術(shù)。
利用高分辨率大氣污染源清單技術(shù),他們給京津冀地區(qū)開了一張“源清單”。
《案例》顯示,工業(yè)過程和民用部門是京津冀地區(qū)一次PM2.5 的主要來源,分別貢獻(xiàn)了54%和29%。其中工業(yè)過程排放主要來自于鋼鐵、水泥、煉焦等行業(yè),民用部門排放主要來自于民用燃煤和生物質(zhì)燃燒;此外,電力、供熱、工業(yè)鍋爐和交通部門分別貢獻(xiàn)了4%、3%、6%和4%。
二次PM2.5污染的前體物主要是SO2、NOX、VOC、NH3(氨氣)。工業(yè)鍋爐、工業(yè)過程(主要是鋼鐵燒結(jié)和工業(yè)窯爐)、電力、民用和供熱部門分別貢獻(xiàn)了區(qū)域SO2排放的39%、19%、17%、15%和8%。
交通、工業(yè)鍋爐、電力、供熱和工業(yè)過程(主要是水泥行業(yè))是NOX排放的主要來源,分別貢獻(xiàn)了28%、27%、24%、10%和7%;VOC排放的40%、26%、17%和9%分別來自于溶劑使用、工業(yè)過程、民用和交通部門;NH3主要來自于農(nóng)業(yè)部門的化肥施用和畜禽養(yǎng)殖。
“找到污染來源,就可以避免一座城市或一片區(qū)域在發(fā)生重污染天氣時(shí),或者集中控制減排時(shí)段‘一刀切’地實(shí)施全部減產(chǎn)、停產(chǎn)措施?!辞鍐巍梢詾榭諝赓|(zhì)量管理者提供事前規(guī)劃?!辟R克斌說。
■治霾“藥方”好不好
□減排情景分析來報(bào)告
有了“源清單”,就可以“按方抓藥”,這就需要減排情景分析技術(shù)。
“《大氣十條》提出了一系列強(qiáng)有力的控制對策,我們將這些措施劃分為兩大類:結(jié)構(gòu)調(diào)整措施和末端控制措施?!辟R克斌說。
他進(jìn)一步介紹,結(jié)構(gòu)調(diào)整措施從源頭削減排放,如控制煤炭消費(fèi)總量、加快清潔能源替代利用、淘汰落后產(chǎn)能、限制機(jī)動車保有量等;末端控制措施是指末端控制技術(shù)的應(yīng)用與更新,如實(shí)施脫硫、脫硝,進(jìn)行除塵升級改造等。
“為定量化其影響,我們在能源消費(fèi)總量預(yù)測的基礎(chǔ)上,結(jié)合能源結(jié)構(gòu)調(diào)整措施,建立了2017年能源平衡表,得到分部門、分燃料類型的能源消費(fèi)量。給出了2017年京津冀地區(qū)主要能源品種消費(fèi)量預(yù)測?!辟R克斌說。
2017 年,京津冀地區(qū)煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重應(yīng)降低到65%以下,并通過逐步提高接受外輸電比例、增加天然氣供應(yīng)、加大非化石能源利用強(qiáng)度等措施替代燃煤。
從各項(xiàng)措施對京津冀污染物減排的貢獻(xiàn)來看,在京津冀地區(qū),能源結(jié)構(gòu)減排對 SO2減排貢獻(xiàn)最大(39.5%),電廠脫硫次之(22.8%);電廠脫硝對 NOx 減排貢獻(xiàn)最大(46.3%),其次是機(jī)動車減排(19.6%)、能源替代(19.1%)。對一次 PM2.5 減排貢獻(xiàn)最大的是鋼鐵行業(yè)除塵升級(28.7%),其次是能源結(jié)構(gòu)減排(20.3%)。
■空氣效果評估給建議
□精準(zhǔn)治霾需要耐心
通過減排情景分析,預(yù)測出“減排貢獻(xiàn)紅黑榜”,最后要做的就是用空氣效果評估技術(shù)對改善效果進(jìn)行模擬分析。
對京津冀地區(qū)模擬結(jié)果顯示,如果全方面實(shí)施《大氣十條》,現(xiàn)有政策對SO2的控制效果較明顯,但對NOx和一 次PM2.5的減排有限,對VOC和NH3的控制較為薄弱。
為了支持京津冀地區(qū)實(shí)現(xiàn)《大氣十條》設(shè)定的目標(biāo),賀克斌團(tuán)隊(duì)還推薦了強(qiáng)化措施,例如京津冀地區(qū)實(shí)現(xiàn)工業(yè)煤炭100%洗選,同時(shí)禁止使用硫含量高于0.6%的煤炭;京津冀地區(qū)對在用柴油車加裝顆粒物過濾器(DPF)等。然后再次進(jìn)行空氣質(zhì)量改善效果模擬分析,來判斷這些強(qiáng)化措施對空氣質(zhì)量改善的效果。
“實(shí)現(xiàn)PM2.5濃度到35微克/立方米的目標(biāo)還有很長的路要走,精準(zhǔn)治霾需要耐心?!辟R克斌說。
(原題為《區(qū)域空氣質(zhì)量動態(tài)調(diào)控技術(shù)平臺可找準(zhǔn)霧霾來源、評估減排效果 精準(zhǔn)治霾就要靶向治療》)





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