基于遥感数据的秸秆焚烧源排放清单及时空分布特征

摘要

分析秸秆焚烧事件引起的空气污染状况,常使用CMAQ、NAQPMS、WRF-CHEM等模型进行空气质量模拟,而污染源排放清单是模拟模型的关键输入. 为满足模型清单输入要求,以2014年5月7日四川盆地内发生的一次由油菜秸秆焚烧引起的重污染事件为例,采用排放因子法进行污染物年排放量估算,结合卫星火点数据、土地利用数据对其进行空间特征分析,并使用Bluesky CONSUME模型估算了污染物的烟羽抬升,结合激光雷达获取了气溶胶消光系数以分析其时间特征. 结果表明:以2013年为基准年,全年区域内 CO、NOx、SO2、PM2. 5、PM10及 NMVOC (非甲烷挥发性有机化合物)的年排放量分别为 5 791. 022、193. 842、43. 268、574. 602、1 495. 350 和 1 495. 350 t,成都市、德阳市、绵阳市、眉山市、资阳市各污染物排放量占比分别为13. 90%、22. 39%、31. 81%、12. 11%、19. 79%. 各污染物排放量均在地面层呈3个大值中心、2个空值带的分布趋势. 采用环境1B卫星和MODIS火点数据结合提取焚烧火点分析发现,5月7日四川盆地内5个城市均存在不同程度的秸秆焚烧情况. 经空间分配后发现,此次排放的重点在德阳市及绵阳市南部,污染物排放量最大值出现在德阳市中部,成都市秸秆焚烧火点最少,污染物排放量也最小. 受当天大气边界层高度的影响,污染物垂直分布主要集中在35 m以下,并在30 m左右形成污染物极大层. 另外,受秸秆焚烧管制影响,在16:00—翌日04:00排放量呈逐渐上升趋势,09:00—16:00排放量较少. 研究显示,秸秆焚烧源排放清单与前人研究结果较为一致,排放清单的烟羽抬升结果与气溶胶消光系数的垂直分布较为吻合.