天津市非道路移动源污染物排放清单开发_张意

网络出版时间：2017-06-28 19:34:38

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天津市非道路移动源污染物排放清单开发

张意1,2，Michel Andre3，李东4，张欣5，吴琳1,2，张衍杰1,2，马超1,2，邹超1,2，毛洪钧1,2*

（1. 南开大学环境科学与工程学院，天津 300071；2. 南开大学城市交通污染防治研究中心，天津300071；3. 法国国家交通研究院，法国里昂 690675；4. 天津市机动车排污检控中心，天津 300191；5. 新港海事局，天津 300456）

摘要：基于天津市非道路移动源污染管控需求，根据调研收集到的2015年非道路移动源活动水平数据，采用环保部《非道路移动污染源排放清单编制技术指南（试行）》推荐的核算方法，建立较为完整的天津市非道路移动源排放清单，分析污染物的时空分布。2015年，天津市非道路移动源排放CO 6.15×103 t、HC 2.45×103 t、NO x 2.90×104 t、PM 1.45×103 t、SO 2 1.37×104 t源污染物排放总量的73.66%，，主要分布于市郊种植业和养殖业区县、城市建设和人群活动较为密集的城区；分别为3.55%和1.13%初（冬季）排放量相对较低。

关键词

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号： DOI ：10.13227/j.hjkx.201704268

ZHANG Yi1,2, ANDRE Michel31,2, ZHANG Yan-jie1,2, MA Chao1,2, ZOU Chao1,2, MAO Hong-jun1,2*

(1. College of University, Tianjin 300071, China; 2. Centre for Technology for and Networks (IFSTTAR), Lyon 690675, France; 4. Tianjin Vehicle 300191, China; 5. Xingang Maritime Safety Administration, Abstract Tianjin was recommended method of the Compilation Guide for Vehicle Emission x , PM and SO2×103 t, 2.45×103 t, 2.90×104 t, 1.45×103 t, and 1.37×104 t, respectively. The marine was the largest non-road mobile source contributor with the proportion of 73.66% of the total emission, following by the non-road mobile machinery with 21.66%. The emissions from civil aircraft and locomotive were relatively lower. Generally, the emission of the non-road mobile source is increased from the March (spring) to November, and decreased at the beginning and the end of one year (winter). The emission mainly distributes in suburban districts with flourishing agriculture, downtown with dense population and urban construction, port area, railway lines, and airport. The uncertainty of inventory results is mainly due to the lack of key data such as local emission factors and actual activity levels.

收稿日期：2017-04-26；修订日期：2017-06-02

基金项目：国家科技支撑计划项目（2014BAC23B02）；科技部科技基础性工作专项项目（2013FY112700-02） 作者简介：张意（1988~），男，博士研究生，主要研究方向为移动源排放清单、机动车排放模型，E-mail ：[email protected] * 通信作者，E-mail ：[email protected]

Key words: non-road mobile source; activity level; emission inventory; spatiotemporal distribution; uncertainty analysis

移动源是指由发动机牵引、能够移动的各种客运、货运交通设施和机械设备，分为道路移动源（机动车）和非道路移动源（分为非道路移动机械、船舶、铁路机车、飞机）[1]。其中，非道路移动源通常以柴油和重油为主要燃料，排放标准远低于道路机动车，整体仅相当于国Ⅰ、国Ⅱ标准，普遍具有技术水平低、使用年限长、维护保养差、燃油消耗高和污染物单机排放量大等特点[2,3]，其尾气中NO x 、SO 2和PM 的排放量较高，严重影响空气质量和人体健康[4,5]。

长期以来，我国移动源污染控制主要着眼于机动车[6,7]。随着淘汰黄标车、提高新车排放标准和油品质量、发展公共交通等措施的实施，机动车污染控制成效显著[8,9]。但由于基础研究薄弱、标准制定滞后、涉及部门众多等原因，[2]。断升高，减排地位也日益凸现[10,11]。

排放清单是环境空气质量管理的基础和依据，阶段[,12,13]。张礼俊等[14]地区第三大NO x 和SO 2排放贡献源。隗潇[15][16]x 排放分别占两城市所有污染源的11.1%和16.1%繁，污染物排放增长迅速。

2015年非道路移动源活动水平数据，（试行）》（《指南》）推荐的核算方法[17]1 1.1 本研究核算机械和农业机械）、铁路机车（指以内燃机为动力装置的火车）、民航飞机（主要为天津滨海国际机场的进出港航班）。污染物种类为CO 、HC 、NO x 、PM 和SO 2。 1.2 核算方法

基于《指南》方法建立相关数学计算模型，核算各类非道路移动源排放清单。 非道路移动机械、船舶、铁路机车大气污染物排放量计算如公式（1）所示：

（1）

式中，E 1为非道路移动机械、船舶、铁路机车的CO 、HC 、NO x 和PM 的排放量，t ；Y 为燃油消耗量，kg ；EF 1为排放系数（以燃料计），g ·kg -1。

民航飞机大气污染物排放量计算如公式（2）所示：

（2）

式中，E 2为民航飞机的CO 、HC 、NO x 和PM 的排放量，t ；C LTO 为民航飞机起飞着陆循环

次数，次；EF 2为排放系数（以LTO 循环计），kg ·次-1。LTO （land and taking-off）起飞着陆循环是指飞机从高空降落至机场，又重新起飞至高空的一个封闭过程。理想的LTO 循环包括起飞、爬升、着陆、滑行这4个工况。

SO 2排放量根据燃油中的硫含量来计算，如公式（3）所示：

（3）

式中，E SO2为非道路移动源SO 2的排放量，t ；Y 为燃油消耗量，kg ；S 为燃油硫含量（以燃料计），g ·kg -1。 1.3 排放因子

非道路移动源排放因子采用《指南》推荐的平均排放系数（表1），其来源主要包括实测、物料衡算和文献调研。

表1 非道路移动源排放因子及数据来源

保有量及技术水平、运行时间、活

动区域、燃油消耗量 起降架次、进出港时间、机型、燃

油消耗量

各类源燃料硫含量

中国统计年鉴、中国交通年鉴、天津市统计年鉴、

实际走访调查、文献调研等

民航机场生产统计公报、实际走访调查、公开的航

班信息、文献调研等 实际走访调查、文献调研等

铁路机车 民航飞机

2 结果与讨论

2.1 排放清单结果

2.1.1 排放量

天津市2015年非道路移动源污染物排放量如表3所示。2015年，天津市非道路移动源排放CO 6.15×103 t、HC 2.45×103 t、NO x 2.90×104 t、PM 1.45×103 t、SO 2 1.37×104 t。

表3 天津市2015年非道路移动源污染物排放量/t Table 3 Total non-road mobile source emission of Tianjin in 2015/t

源类别 非道路移动机械

船舶 铁路机车 民航飞机 总计

CO 2530.08 2985.76 55.18 574.42 6145.43

HC 733.37 1520.62 27.76 168.43 2450.18

NO x 7549.69 19931.45 484.61 1023.77 28989.51

PM 443.38 949.85 21.59 33.94 1448.77

SO 2 164.65 13448.57 6.28 70.71 13690.22

总计 11421.17 38836.25 595.42 1871.27 52724.11

2.1.2 排放占比

各类非道路移动源的污染物排放占比如图1所示。船舶污染物排放占比最高，为所有非道路移动源污染物排放总量的73.66%；其次是非道路移动机械，占21.66%；民航飞机和铁

CO 、HC 、NO x 、65.56%和SO 2总排放量的

，船舶因此62.57%，排放1.92%

图3 各类船舶污染物排放占比 Fig. 3 Emission proportion of different marines

2.2 2.2.1 3月开始较小。

图5 各类非道路移动源污染物排放月变化趋势

Fig. 5 Monthly emission change tendency of different non-road mobile sources

此外，考虑到中国民航的航班时刻特征通常以一个自然周为周期[19]，本研究在2015年每月选取一个自然周统计天津滨海国际机场的航班起降信息（7×24 h），从而获得基于LTO 的民航飞机污染物排放量的日变化和小时变化趋势（图6）。从日变化趋势来看，每周五航班起降出现最高峰，因此污染物的排放量也达到最大值，其次为周一、周六，而每周三、周日的排放量相对较少。从小时变化趋势来看，绝大部分的污染物排放发生在白天时段；09:00~ 20:00，会出现污染物排放的几个连续峰值；21:00以后，污染物排放量急剧减少；每日02:00~07:00，由于基本没有航班起降，因此排放量也趋于零。

周一周二

周三

周四

周五

周六

周日

2.2.2 GIS 中农业船舶[图7(b)]路机车[

单位：t ·km -2；单位网格尺寸：3 km×3 km

(a)非道路移动机械

(b)船舶和民航飞机

(c)铁路机车

图7 天津市非道路移动源的空间分布（以NO

Fig. 7 2.3 不确定性分析

对于非道路移动机械，机械类型无管理部门，统计口径也存在差异[20]于船舶，实际巡航、[21,22]，因此采用LTO 实际情况也存在一定出入。

用欧盟而SO 2排放量的其不确定性除了来自参考统计年鉴和部门调查结 3 结论

（1）年天津市非道路移动源活动水平数据，采用环保部《指南》推荐的方法，分析污染物的时空分布，可为

（2）2015年，天津市非道路移动源排放CO 6.15×103 t、HC 2.45×103 t、NO x 2.90×104 t、PM 1.45×103 t、SO 2 1.37×104 t。船舶污染物排放占比最高，为所有非道路移动源污染物排放总量的73.66%；其次是非道路移动机械，占21.66%；民航飞机和铁路机车占比较小，分别为3.55%和1.13%。

（3）各类非道路移动源的污染物排放量从3月（春季）开始逐渐升高，而年底和年初（冬季）排放量相对较低。

（4）非道路移动机械中农业机械的排放主要分布于武清、宝坻、蓟州、宁河、静海等市郊种植业和养殖业区县；工程机械的排放主要分布于城市建设和人群活动较为集中的中心城区、滨海新区和津南区。船舶污染物排放主要集中在位于滨海新区的天津港港区和航道，内河（海河）分布较少。铁路机车污染物排放主要分布在客运和货运铁路沿线。飞机污染物排放集中在位于东丽区的天津滨海国际机场的飞机跑道及其周边区域的近地面和低空。

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