大气重污染成因与治理攻关项目研究报告

李海生

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序
前言
摘要
1 项目立项与实施1
1.1 项目背景1
1.1.1 项目意义 1
1.1.2 项目组织 1
1.1.3 项目实施 2
1.2 目标与内容 3
1.2.1 攻关目标 3
1.2.2 研究内容及专题设置3
1.3 总体研究技术路线 4
1.3.1 工作原则 4
1.3.2 技术路线 5
1.4 机制创新7
1.4.1 建立“1+X”联合攻关机制 7
1.4.2 实施“一市一策”驻点跟踪研究 8
1.4.3 实现多源数据共享 9
1.5 小结 9
2 京津冀及周边地区大气重污染成因和来源11
2.1 闭合研究体系 11
2.1.1 空天地综合立体观测 11
2.1.2 超级站观测实验15
2.1.3 颗粒物组分网 18
2.1.4 烟雾箱模拟实验19
2.1.5 空气质量模式模拟 19
2.2 京津冀及周边地区大气污染特征和演变24
2.2.1 空气质量年际变化趋势25
2.2.2 秋冬季大气污染变化趋势及特征 27
2.3 秋冬季大气重污染的成因38
2.3.1 污染物排放的影响 39
2.3.3 大气化学转化机制 46
2.3.4 区域城市间相互影响 63
2.4 区域PM2.5来源特征解析68
2.4.1 多技术融合的PM2.5来源解析方法 68
2.4.2 主要污染源的源谱库 70
2.4.3 京津冀及周边区域PM2.5综合源解析 75
2.4.4 区域和城市间相互影响82
2.5 重污染过程分析 83
2.5.1 分析方法83
2.5.2 典型重污染过程定量描述 84
2.5.3 典型重污染过程综合分析136
2.6 小结 143
参考文献 146
3 排放现状与重点行业（领域）强化管控 149
3.1 京津冀及周边地区大气污染物排放特征 149
3.1.3 大气污染物排放的行业分布 153
3.1.4 大气污染源排放的空间分布 154
3.1.5 大气污染源排放的时间变化 154
3.1.6 区域–城市耦合的高分辨率排放清单 160
3.1.7 典型城市污染物排放分析162
3.1.8 排放清单动态化 164
3.2 冶金行业大气污染治理及管控 165
3.2.1 行业发展状况 166
3.2.2 大气污染排放控制现状 168
3.2.3 污染减排工艺路线和改造成本效益分析172
3.2.4 冶金行业大气污染管控方案 174
3.2.5 污染减排效果评估179
3.3 建材领域大气污染治理及管控 180
3.3.1 行业发展状况 180
3.3.2 大气污染排放控制现状 184
3.3.3 污染排放深度控制技术 187
3.3.4 大气污染管控方案187
3.3.5 污染减排技术与效果评估189
3.4 “散乱污”企业动态监管技术及应用 190
3.4.1 “散乱污”企业界定 191
3.4.2 “散乱污”企业状况 191
3.4.3 “散乱污”企业动态监管关键技术 194
3.4.4 “散乱污”企业环境强化管控关键技术201
3.4.5 “散乱污”企业污染减排评估 202
3.5 柴油机排放及强化管控措施203
3.5.1 柴油机行业现状 204
3.5.2 柴油机排放治理存在的问题 209
3.5.3 柴油机排放治理和管控技术 210
3.5.4 柴油机排放治理和强化管控实施方案 216
3.5.5 柴油机减排措施及潜力预测 218
3.6 农业排放状况及治理方案 219
3.6.1 NH3排放现状与存在的问题 220
3.6.2 农业NH3减排技术与治理方案225
3.6.3 土壤风蚀扬尘排放现状评估和治理 230
3.6.4 农业秸秆燃烧现状及管控对策.230
3.7 区域煤炭清洁利用途径与对策 232
3.7.1 区域煤炭消费及燃煤领域现状 233
3.7.2 区域燃煤污染控制现状 236
3.7.3 煤炭消费控制及清洁利用对策 240
3.7.4 燃煤领域污染减排效果评估 247
3.8 涉VOCs重点行业控制与监管技术249
3.8.1 涉VOCs重点行业发展状况 249
3.8.3 重点行业VOCs减排工艺和控制技术 256
3.8.4 VOCs关键控制物种及其关键排放源 262
3.8.5 重点行业VOCs综合监管方案 262
3.9 NOx排放控制与监管技术 274
3.9.1 NOx相关大气环境问题 274
3.9.2 NOx排放与控制现状 276
3.9.3 NOx减排与监管技术体系278
3.10 小结 279
参考文献 281
4 重污染天气联合应对体系 284
4.1 大气重污染特征及分类 284
4.1.1 区域重污染特征 285
4.1.2 区域重污染分类 287
4.2 重污染天气预测预报技术改进 290
4.2.1 预报时效延长和空间范围扩展 290
4.2.2 伴随滚动式后处理业务化方案 291
4.2.3 模型预报结果检验与优化291
4.3 预警标准分级修订及应急管控措施优化 293
4.3.1 预警分级标准修订293
4.3.2 重点行业差异化管控措施296
4.4 重污染天气应对效果综合评估 297
4.4.1 基于执法检查的效果评估298
4.4.2 基于空气质量模式的效果评估 298
4.4.3 基于环境监测数据的效果评估 299
4.5 舆情分析与社会宣传方法 300
4.5.1 重污染天气舆情监测与大数据分析系统300
4.5.2 重污染天气公众情绪及舆论传播规律 300
4.5.3 社会宣传与舆情引导效果评估 301
4.6 重污染天气动态决策支撑平台 304
4.6.1 平台总体设计 304
4.6.2 平台核心功能 305
4.6.3 平台成果应用 306
4.7 小结.307
参考文献 307
5.1.1 跟踪研究技术路线309
5.1.2 跟踪研究工作机制310
5.2 “2+26”城市主要大气污染物排放特征 316
5.2.1 “2+26”城市主要大气污染物排放特征316
5.3 “2+26”城市PM2.5精细化来源解析328
5.3.1 “2+26”城市秋冬季PM2.5化学组分特征332
5.3.2 “2+26”城市秋冬季PM2.5精细化源解析333
5.4 “2+26”城市秋冬季重污染科学应对 346
5.4.1 秋冬季重污染天气应对驻点会商机制 346
5.4.3 重污染天气应对科学支撑357
5.5.2 “2+26”城市大气环境问题识别361
5.6 “2+26”城市跟踪研究效果评估 386
5.6.1 综合评估 387
5.7 小结.393
参考文献 394
6 区域空气质量调控技术与决策支持平台.396
6.1.1 基于多项式的排放–浓度响应模型 396
6.1.3 分行业的排放–浓度响应模型 400
6.2.1 减排成本估算与边际成本优化模型 404
6.2.2 基于成本和环境目标的控制策略优化 405
6.3 大气污染防治综合决策支持平台 410
6.3.1 大气污染防治综合决策支持平台架构 410
6.3.2 大气污染防治综合决策支持平台功能 410
6.3.3 大气污染防治综合决策支持平台应用 422
6.4 小结 424
7 京津冀及周边地区空气质量改善路线图 425
7.1 区域大气环境容量测算 425
7.1.1 PM2.5年均浓度达标约束的大气环境容量 425
7.1.2 采暖季大气环境容量 434
7.1.3 典型重污染过程大气环境容量 435
7.1.4 讨论441
7.2.1 攻坚行动方案的主要措施445
7.2.2 各项措施减排对比分析 446
7.2.3 空气质量改善效果评估 448
7.3 空气质量达标差距分析和改善目标设计 452
7.3.1 国内污染形势与达标面临的挑战452
7.3.2 空气质量达标差距分析 452
7.3.3 区域及城市PM2.5浓度分阶段目标455
7.4 深化大气污染防治路线图和对策 458
7.4.2 各部门污染物减排的措施和潜力分析 459
7.4.3 基于减排潜力分析的污染防治重点对策463
7.5 小结 467
参考文献 467
8 研究结论469
附录已发表成果 480