中国人为源大气锑排放时空分布特征研究

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国民经济的快速发展和大规模基础设施建设需求,促进了电力、钢铁,以及有色金属等行业的长足发展。但大量化石能源和矿物资源的消耗,造成各种大气污染物排放并进入环境,从而对生态环境与公众健康造成危害。锑是一种有毒有害重金属元素,可赋存于煤炭、矿石,或者城市垃圾中,在煤炭燃烧或金属矿物的烧结和熔炼过程释放出来,并伴随烟气进入大气中,对公众健康和生态环境造成危害。  本研究通过“自下而上”的排放因子法,结合不同排放源的排放因子和各部门行业生产活动水平,建立了1980~2009年我国包括煤炭燃烧、有色金属冶炼、钢铁冶炼、垃圾焚烧、刹车片磨损等典型人为排放源大气锑排放清单;根据不同源的排放强度划分为点源和面源,对清单进行30×30网格化,采用自助法和蒙特卡罗模拟法对排放清单的不确定性进行量化分析;进而,结合我国中长期发展规划,估算了未来40年我国大气锑排放污染发展趋势;并结合大气锑排放历史现状及时空分布特征,提出我国大气锑排放污染的综合控制对策建议。主要研究结论如下:  2009年中国人为源导致的大气锑排放总量约为818吨,其中排放贡献较大的部门分别为燃煤源(61.8%)、有色金属冶炼排放源(26.7%)和生活垃圾焚烧源(7.4%)。锑排放量最大的省区分别为贵州(77吨)、湖南(70吨)、河南(58吨)、山东(49吨)、广西(42吨)等省份。  1980~2009年间,中国燃煤导致的大气锑排放呈现稳定的增长趋势,从1980年的114吨增加至2009年的约505吨,年均增长率为5.3%。在2009年全国燃煤源锑排放总量中,工业部门燃煤锑排放量最大,高达300吨,占59.3%;其次是火力发电和其它部门燃煤排锑,所占比例分别为20.9%和19.6%;生活消费燃煤锑排放量很低,仅占0.2%。中国燃煤锑排放地区分布很不均衡,排放量较大的省区包括贵州、山东、广西、湖南、四川等省份。  1980~2009年中国非燃煤导致的大气锑排放呈现快速的增长趋势,从1980年的32吨增长至2009年的313吨,年均增长率约为8.2%。有色金属冶炼部门导致的大气锑排放量占整个非燃煤源锑排放的绝大部分,2009年有色金属冶炼部门锑排放量高达219吨,占69.9%,其次是城市垃圾焚烧排锑,排放量为61吨,占19.4%,垃圾焚烧已经成为大气锑排放的主要来源之一。  将2009年我国大气锑排放量分配到30×30的网格内,结果表明,大气锑排放分布情况与人类活动密切相关。锑排放量较高的地区主要分布在人口密集、工业发达的西南部、中东部和沿海地区。通过蒙特卡罗模拟对各类人为源的不确定性进行传递,得出总的中国大气锑排放结果的不确定性范围是-11%~40%。  2010~2050年我国处于能源体系的转型期。随着我国能源中长期发展战略的实施,到2020年、2030年、2040年和2050年,我国人为源导致的锑排放总量将分别达到850~1230吨、799~1296吨、677~1250吨和461~1059吨。依掘目前我国各部门大气锑排放状况,建议重点控制燃煤源和有色金属冶炼部门的锑排放,同时应针对生活垃圾焚烧大气锑排放量的增加采取相应的控制对策。
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