生活源大气污染物排放的时空格局
批准号:
42077328
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
沈国锋
依托单位:
学科分类:
污染物环境行为与效应
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈国锋
中文摘要
大气污染仍是我国当前突出的环境问题之一。居民生活燃烧生物质和煤炭等传统固体燃料造成严重的室内污染,和一定的室外大气污染,是危害人群健康的首要风险因子。由于燃料消耗量数据缺乏,污染物排放系数变异大,生活源排放清单的不确定性要高于其他污染源。本研究拟结合实验室研究和现场测试,研究不同性质固体和气态燃料燃烧中的动态变化过程,掌握动态变化特征,识别污染物形成和排放过程的关键影响因素,获得全程平均和动态瞬时排放因子和排放速率。同时,基于前期工作基础,补充调查居民能源结构和燃料消耗量,完善居民生活源能源基础数据;开展排放系数现场补充测试,更新排放系数,进而更新居民生活源排放清单,量化不确定性,分析生活源污染物排放的空间差异和时间变化趋势;通过模拟燃料亚类细分等不同情景,探索降低清单不确定性的有效方法。
英文摘要
Air pollution is still one main prominent environmental problem. Residential emission source that is related to indoor combustions of fuels like coal and biomass is an unignorable pollution source. The process affects not only outdoor but also indoor air contributing largely to adverse health outcomes associated with inhalation exposure. Due to lacking of accurate fuel consumption data, and larger variations in pollutant emission factors, residential emission inventory is associated with relatively higher uncertainties in comparison with other sources. In this proposal, lab and field tests will be conducted to investigate dynamic characteristics of major air pollutants from the burning of different coal and biomass fuels in several typical stoves. The study aims at identifying key process and influencing factors that determine the dynamic combustion and emissions of targeted air pollutants, and obtaining average pollutant emission factor over the whole period but also instant emission factors and emission rates through the burning process. Starting from summarizing previous results and compiled data, this study will do a few field survey in key regions to complete residential fuel consumption database, and conduct field emission tests to rich pollutant emission factor database, so as to update air pollutant emissions from the residential sector. Temporal-spatial distributions of air pollutants from the residential sector will be analyzed. The study will give a close examination of uncertainties of major air pollutants from residential combustion, and discuss changes in emission inventory uncertainties by simulating scenarios with different emission factor variations and fuel sub-type classification.
本项目聚焦生活源污染物排放及时空格局,针对能源转型及驱动、排放差异及影响因素、清单不确定性等科学问题,通过野外调查、现场测试、实验室模拟和模型模拟等多手段,研究了居民能源消费结构及转型过程,开展了PM2.5、VOCs、吸光性有机碳等排放因子的现场和实验室测试,进而更新了生活源排放清单,解析了清单不确定性来源,并探讨了排放格局变化、室内空气影响及减排途径。研究发现,生活源污染物排放系数差异与实验方法、燃料和炉灶性质等有关,其中野外实测更反映实际排放,但变异度也更高,是生活源排放清单不确定性的重要来源。排放动态实验结果表明,NOx和VOCs等的高排放阶段来自点火添柴等过程,而CO2在稳定燃烧阶段排放较高。研究测定了燃烧源棕碳排放系数,发现其关键含氮芳香族组分在煤和生物质燃烧中存在不同的形成路径。研究提出并验证了细分燃料类型,基于省级分辨率的排放系数可显著降低清单不确定性,PM2.5和CO排放量变异程度相对减小123%和40%。研究首次构建了全球及中国高分辨棕碳排放清单,生活源排放贡献67%,东北和华北地区的排放量较大。生活源排放造成严重的室内空气污染,而颗粒燃料可降低大部分污染物排放约60-90%,有效改善室内空气质量。研究发现,受收入增加等因素驱动,居民能源清洁化趋势明显,但取暖能源清洁化的自发程度较弱;农村居民能耗以生物质为主,相对占比从早年的83%下降至40%左右,煤炭从15%甚至30%,而燃气占比也显著上升,约11%。能源消耗量的空间格局发生显著的变化,生活能耗的高值区从东部逐步向中西部转变,区域间的生活能耗总量差异在缩小。煤炭消耗集中在华北和东北地区,而生物质消耗目前在西南地区较大。在此能耗变化变化影响下,生活源PM2.5排放从80年代开始下降,且空间格局也从东部高排放转为中部较为集中。项目在ES&T(4篇)、ACP(1篇)、EI(1篇)等发表第一标注论文11篇;参与发表英文专著2部,制定行业标准1项。组织了专题国际研讨会1次,国内外学术会议的分会场近20场。研究成果显著促进对生活源排放及其空气质量影响的科学认知,为进一步改善空气质量和保护人群健康的政策措施形成科技支撑。
农村固体燃料排放影响室内空气质量的过程和时空特征
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批准号:42371077
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:沈国锋
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依托单位:
会议培训类–生活源排放的环境行为和效应研究培训
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批准号:42142046
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项目类别:专项项目
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资助金额:9.00万元
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批准年份:2021
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负责人:沈国锋
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依托单位:
会议培训类 –生活源排放的环境行为和效应研究培训
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:9万元
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批准年份:2021
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负责人:沈国锋
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依托单位:
国内基金
海外基金