农村地区典型燃烧源关键含碳组分排放特征及影响因素研究

Emissions from combustion sources in rural area is one of the most important atmospheric pollution sources in China, which also is the research focus of regional air pollution control, national carbon emission reduction and global climate change. The current study on characteristics of source emission from civil burning in China is not well understood. The source apportionment of VOCs, OVOCs and other major toxic carbonaceous species, the emission characteristic as well as its influencing factors face large uncertainty, which are weak part of pollutants emission inventory in China. In view of the above problems, this study attempts to use a self-designed and optimized hood-dilution tunnel sampling system to simulate typical biomass burning and residential coal combustion sources, to explore emission characteristics of carbonaceous species (e.g. VOCs, OVOCs), and to obtain a group of reliable emission factors. The emission differences between varied fuels are also revealed. Another research content of this study is to explore the quantitative relationship between different combustion parameters and major carbonaceous species emissions. The main combustion parameters include fuel weight, moisture, combustion efficiency, combustion temperature, fuel element composition (e.g. carbon content), and fuel composition (e.g. cellulose).

农村地区燃烧源排放是我国大气污染的重要来源之一，是当前应对全球气候变化、实施碳减排和区域大气污染防治等领域的研究重点。目前，我国民用燃烧源排放特征研究尚不完善，对大气中VOCs、OVOCs等关键有毒有害含碳物种的来源解析存在较大不确定性；关键含碳物种的释放规律及其影响因素尚不明确；是我国污染源排放清单研究中相对薄弱的部分。针对以上问题，本研究尝试应用自组装的一套高稀释倍数的烟尘罩——稀释通道采样系统，拟对典型生物质燃烧源和燃煤源开展实验室模拟，考察关键含碳组分VOCs、OVOCs等的排放特征，系统获得一批可靠的排放因子，并揭示不同燃料的排放差异，为大气污染物来源解析提供基础。探索燃料重量、湿度、燃烧效率、燃烧温度、燃料元素组成（e.g.含碳量）、燃料成分（e.g. 纤维素）等参数与VOCs、OVOCs、CH4等关键含碳组分排放量之间的定量关系。

农村燃烧源排放是我国大气污染的主要来源之一，具有分散、面广、不确定性大的特点，然而对于这部分污染源的研究目前很不充分，实地测量的排放因子较为缺乏，同时难以获取详细活动水平，导致排放估算的不确定性较高。深入研究这部分污染源的排放特征，降低排放估算的不确定性，对加深中国大气污染物方面的科学认识具有重要意义。受生物质燃烧状态不确定（特别是露天焚烧），排放特征差异较大等的影响，已有生物质燃烧的排放清单还很不全面、不确定性较高。生物质燃烧源排放处于快速变化中，亟需建立高分辨率的源清单，以供后续的识别污染物主要来源、迁移路径及评估人群呼吸暴露的风险，为制定相应的控制措施提供依据。. 在已搭建了一套稀释倍数可调、可运用离线和在线采样方式实现全组分测量的烟尘罩—稀释通道采样系统的基础上，继续优化提升该系统。该系统已加装完善的零气稀释系统和气流稳定控制设备，并进行了进一步稳定性测试。运用稀释采样系统，分析了典型秸秆和薪柴主要含碳物种（CO2、CO、BC、PAHs、OVOCs等）排放特征及影响因素。测试的含碳物种包括了当前主要的污染物，可以为其源谱分析提供一个全面、可靠的数据。获得了一批本地化的排放因子数据，对于丰富我国排放因子数据库、进一步深入理解这部分源的排放水平做具有一定帮助。. 结合实测排放因子及已有研究排放因子的文献，构建了本土化生物质及煤燃烧源主要含碳物种的排放因子库，在珠江三角洲地区、华北地区实地调研的活动水平基础上，构建了区域尺度的排放清单，显著削减了影响排放清单不确定性的两大因素。采用了EPA推荐的健康风险评价方法，对家庭主妇使用秸秆、薪柴、烟煤、无烟煤四种主要固体燃料的致癌风险进行了评估。在缺乏有效排烟措施的情况下，使用烟煤和使用秸秆炊事的农村妇女的超额危险度远高于EPA推荐的可接受的风险水平，特别是使用烟煤炊事时面临更高的致癌风险。