京津冀地区挥发性有机物源清单建立与校验

The concentrations of fine particle (PM2.5) and ozone (O3) in recent years in the Beijing-Tianjin-Hebei region showed a trend of significant growth. Volatile organic compounds (VOCs) play an important role in the production of O3 and secondary organic aerosol. An accurate emission inventory of anthropogenic VOCs is the key issue to future establish effective control measures to reduce the complex air pollution problem in this region. However, previous VOCs emission inventories lack systematic analysis about their quality and uncertainty. In this study, the classical system of anthropogenic VOCs emission sources of the Beijing-Tianjin-Hebei region was developed based on the result of previous studies, which is combined with point and area sources; a sampling method and a emission factor test system for typical anthropogenic VOC sources were established, which were used to measure the localize emission factors and source profiles of VOCs; a localize emission factor database and an activity data database were developed, which were used to establish the emission inventory of anthropogenic VOCs. We will study the method to evaluate the emission inventory by source apportionment based on the ambient VOCs concentration; we will study the method to evaluate the emissions and spatial distribution of VOCs and their chemical components by air quality model. Based on the method above, we can systematically analyze the uncertainties of the emission inventory established in this study.

近年来京津冀地区大气细粒子PM2.5和O3的浓度呈日趋升高态势，挥发性有机物(VOCs)对大气O3和二次PM2.5的生成起重要作用，准确可靠的人为源VOCs源清单是研究该地区大气复合污染应对机制的基础和关键，但目前缺乏对已有源清单的质量和不确定性的系统综合分析。本研究基于已有研究结果，针对京津冀地区VOCs排放源构建出点源面源相结合的适合城市与区域的人为源VOCs排放源分类体系与编制方法；建立典型人为源VOCs排放现场采样方法和排放因子测试系统，在京津冀地区开展本土化排放因子和源成分谱的现场测量研究；构建该地区人为源VOCs排放因子数据库和活动水平数据库，进而建立该地区高时空分辨率人为源VOCs源清单。研究基于环境空气中VOCs受体浓度应用源解析技术校验VOCs源清单的验证方法，研究应用空气质量模型验证VOCs及其化学组分的排放量与空间分布的验证方法，以系统综合分析建立的源清单的不确定性。

京津冀地区大气细粒子(PM2.5)污染严重且臭氧(O3)的浓度呈日趋升高态势，挥发性有机物(VOCs)对大气二次有机气溶胶(SOA)和O3的生成起重要作用，准确可靠的人为源VOCs源清单是研究该地区大气复合污染应对机制的基础和关键。.建立了基于我国宏观统计数据和基于工序的VOCs排放核算的排放源分类与排放清单编制方法体系以及典型行业VOCs排放现场采样和测试方法，获得了重点行业VOCs排放因子和源成分谱，丰富完善了我国现有人为源VOCs排放因子库和建立了110种源、135种组分的典型人为源VOCs排放源成分谱库。这些数据是空气质量模拟与预报和我国大气二次污染物成因与来源研究的关键数据，将支撑重污染和臭氧污染控制关键物种和关键源控制的识别。.构建了基于观测数据的受体模型来源解析、排放比值和卫星反演综合校验体系，首次使用一整年四个季度的VOCs环境浓度在线观测数据，对北京市城区VOCs排放清单进行综合校验，降低了VOCs源清单的不确定性。校验发现基于活动水平数据计算的燃烧源VOCs排放量偏低，冬季偏低现象尤为明显。.在这些研究结果的基础上，建立了1980-2016年京津冀地区人为源VOCs排放源清单和2013年中国人为源VOCs分组分排放清单。结合不同VOCs物种的最大增量反应活性，得到了京津冀地区臭氧生成潜势及其空间分布，发现间/对二甲苯、乙烯、丙烯、甲醛和甲苯是京津冀及周边地区O3生成的关键物种，小客车、橡胶制品制造、居民秸秆燃烧、炼焦和化学原料制造是臭氧生成的关键源。基于人为源VOCs分组分的排放清单和不同物种的SOA产率，得到了京津冀地区SOA生成潜势及其空间分布，甲苯、间/对二甲苯、丙酮、苯乙烯、苯等物种和小客车、炼焦、橡胶制品制造、沥青铺路和建筑涂层等排放源。.项目获得结果已应用于京津冀及其周边地区“2+26”城市VOCs排放现状调查，将为京津冀地区大气复合污染应对机制、大气重污染成因与治理攻关研究提供较为准确的基础数据和技术支撑。.项目实施过程中培养博士2名和硕士3名，在EST/AE等高水平学术期刊上已发表学术论文10篇。