化繁为简化繁为简小模型解决大问题小模型解决大问题综合空气质量管理综合空气质量管理问题The ProblemnProblems：在多数发展中国家，城市空气污染引起健康、生活质量和经济发展的问题nRegulators：当须要整合政策、技术、经济和体制，制定多方面综合性政策时，管理者常常丢了头绪nOrganizations：相关机构和部门缺乏有效的协调和合作机制nBase：基础数据缺乏、分散或不存在nLimited：单个部门的职能和财力有限nEveryone：模型太多，且大都复杂，数据要求高nMulti-sectoral stakeholder perspectives：如何体现多方立场城市化的发展 每周每周城市人口增加城市人口增加1,000,000人人 目前已有目前已有23个超级城市个超级城市 (在全球在全球2%的土地上的土地上) 到到2015年达年达36个个; 2025年年300个城市人口过百万个城市人口过百万 亚洲亚洲9个，个，2015年达年达13个个政府政府工业工业司法司法研究机构研究机构国际组织国际组织社区团体社区团体清洁空气清洁空气非政府组织非政府组织媒体媒体综合空气质量管理要素综合空气质量管理要素污染源污染源空气质量空气质量影响影响综合空气质量综合空气质量管理管理政策方案政策方案技术方案技术方案目标：目标：目标：目标：n n关注重点污染关注重点污染关注重点污染关注重点污染物物物物 ( (如，小颗如，小颗粒物粒物) )n n重点污染源重点污染源重点污染源重点污染源n n排放、环境水排放、环境水排放、环境水排放、环境水平和环境影响平和环境影响平和环境影响平和环境影响的关系的关系的关系的关系n n确定重点管理确定重点管理确定重点管理确定重点管理方案方案方案方案n n系统分析替代系统分析替代系统分析替代系统分析替代战略战略战略战略/ /方案方案方案方案经济方案经济方案知识基础n气象n交通网络n机动车密度n地区n点源n人口n健康影响n管理方案、成本、效益多数与空间分布有关，需要GIS进行充分分析研究地区研究地区公路网公路网点源和其点源和其他污染源他污染源气象气象排放排放排放排放输入输入 总燃料用量总燃料用量 煤、石油、汽油、天然煤、石油、汽油、天然气、其他替代品气、其他替代品 工业燃料使用量工业燃料使用量 电力需求电力需求 机动车数量机动车数量 ( (车龄车龄/ /车型车型) ) 车行里程车行里程 增长趋势增长趋势 道路网道路网输出输出 按排放源分摊按排放源分摊 空间分布空间分布 不同情况下的预测不同情况下的预测 关键污染物控制关键污染物控制/ /预算预算 输入扩散模型输入扩散模型关键污染物排放估算关键污染物排放估算研究地区研究地区道路网道路网排放特征排放特征 关键污染物排放因子关键污染物排放因子 PMPM1010，二氧化硫，氮氧，二氧化硫，氮氧化物，二氧化碳化物，二氧化碳 点源位置、排放量点源位置、排放量 排放控制方案排放控制方案排放因子:n排放率n以类似污染源为基准n不如实际测量值准确n出版物:n世行URBAIR系列出版物n会议nEF 模型nEPA Mobile 6, VAPISn计算/估算建立排放清单汇集各类污染源排放数据汇集各类污染源排放数据:点源点源面面 源源非道路移非道路移动源动源道路移道路移动源动源清单清单扩散扩散输入输入输入输入 排放清单排放清单排放清单排放清单 气象数据气象数据气象数据气象数据 环境浓度数据环境浓度数据环境浓度数据环境浓度数据 各种情况各种情况各种情况各种情况/ / / /方案方案方案方案 地图地图地图地图/GIS/GIS信息信息信息信息输出输出输出输出 环境浓度环境浓度环境浓度环境浓度 不同情况下预测值不同情况下预测值不同情况下预测值不同情况下预测值 空间分布形式空间分布形式空间分布形式空间分布形式 暴露水平暴露水平暴露水平暴露水平 输入暴露模型输入暴露模型输入暴露模型输入暴露模型单位：mg/m3PM10排放排放环境浓度的空间分布环境浓度的空间分布环境浓度的空间分布环境浓度的空间分布研究地区研究地区道路网道路网排放特征排放特征气象气象扩散模型扩散模型大气模型大气模型n硫硫n臭氧臭氧n颗粒物颗粒物n氮氧化物氮氧化物地理信息系统（地理信息系统（GIS）信息的使用）信息的使用:网格分辨率的影响网格分辨率的影响1 x 110 x 1030 x 30.5 x .5上海周边二氧化上海周边二氧化硫硫 排放概况排放概况北京北京2000年二氧化硫排放和源分析年二氧化硫排放和源分析（自下而上的分析）（自下而上的分析）CRAES, Beijing, 2004成都成都2002年年PM10来源分摊分析来源分摊分析（自上而下的分析）（自上而下的分析）CRAES, Beijing, 2004上海上海2000-2001年年PM10来源分摊分析来源分摊分析（自上而下的分析）（自上而下的分析）SAES, Shanghai, 2004秋季秋季冬季冬季春季春季夏季夏季年平均年平均WD煤锅炉煤锅炉34434CD煤锅炉煤锅炉710899重油锅炉重油锅炉64565PP锅炉锅炉2824231522水泥窑水泥窑55786炼铁厂炼铁厂66897炼焦厂炼焦厂21121路面浮沉路面浮沉22333移动源移动源1716191216风尘风尘00121海洋尘海洋尘2428213126AQM管理方案类型政策：政策：监督工业划区住宅交通管理公共交通非机动交通（NMT) 土地使用经济：经济：税收补贴定价收费罚款可交易排放许可技术：技术：燃油清洁技术末端控制清洁生产制度、法律排放标准能源效率燃油标准制度、法律制度、法律排放标准能源效率燃料标准操作限制检查和维护工业守约能力建设环境意识经济分析经济分析输入输入 在不同情况在不同情况/ /方案方案下对下对健康及其他健康及其他损害的估价损害的估价 不同方案的成本不同方案的成本输出输出 各种方案的成本各种方案的成本- -效益分效益分析析 各种方案的净效益各种方案的净效益 输入到输入到决策支持模型决策支持模型决策支持模型决策支持模型各种管理方案的经济分析各种管理方案的经济分析$有用的工具有用的工具普遍使用的软件 (如微软的Excel电子表格等)提高意识数据管理地理信息系统 (GIS)和遥感新兴科技互联网概要决策支持系统遥感纯正数据来源纯正数据来源趋于低廉的价格趋于低廉的价格不断改善的分辨率不断改善的分辨率本底数据本底数据用于道路、车辆甚至空气质量用于道路、车辆甚至空气质量一场严重的沙尘暴一场严重的沙尘暴中国（中国（1998年年4月月16日）日）案例：石家庄和长沙的酸雨和空气污染控制n分析不同硫污染控制策略对健康和农业生产率的环境影响n比较不同减少硫污染方案的成本 n提出使地方实现环保目标的策略建议n提供低硫煤n强制要求市内出售的煤的含硫量小于1%n鼓励从山西省周边地区引进更多低硫煤的项目n以天然气取代煤n气化部分中心城区中央供暖n把气体燃料在燃料组合中的比例从目前的3%增加到至少10%n以小型燃煤锅炉和窑为重点n取消所有1吨以下的燃煤锅炉n用DHS取代700个用于冬季取暖的小型锅炉n脱硫n使用水幕脱硫，将循环流化床燃烧技术引入火力发电站 石家庄市方案一：控制方法石家庄市方案一：分析结果 控制方法控制方法减少的二氧化硫排放量（吨）减少的二氧化硫排放量（吨）控制成本（百万元）控制成本（百万元）低硫煤19,000225以天然气替代煤13,000513以小型锅炉为重点3,000100脱硫1,000150在该方案下，城市地区达到空气二氧化硫标准的比率提高了50%。石家庄市方案二：分析结果 二氧化硫二氧化硫SO4 注：假设背景浓度为7.5 mg/m3（from RAINS-Asia）低硫煤以市内大型点源为重点（减排量 = 2,500吨）市外来源（减排量 = 20,700吨)大长沙地区总人口: 580万城市人口: 130万GDP (1997) : 545亿元2000年硫总排放量200,100吨（市内来源）长沙：72,200吨湘潭：51,200吨株洲：76,700吨长沙三角洲地区基线分析 硫湿沈降硫湿沈降 二氧化硫浓度二氧化硫浓度其中湖南省来源 三市城市空气中二氧化硫变化图（19912000）三市城市空气中氮氧化物浓度变化图（19912000）三市城市降水酸度变化图（19912000）三市城市空气中酸雨频率变化图（19912000）n低硫煤的供给n在长沙和株洲建立煤处理中心n增加气体燃料的使用n对长沙、湘潭、株洲的天然气供应n管道液态石油气（LPG）和空气混合物的供应（长沙）n易散性气体煤收集（湘潭 ）n燃煤锅炉和窑的排放控制n处置小型燃煤锅炉（长沙）n中型锅炉湿式除尘器（长沙）n易散性排放控制（株洲）n锅炉烟尘控制（湘潭）n水蒸气供应集中化（长沙、湘潭）n大型点源的脱硫n在株洲发电厂和湘潭肥料厂使用脱硫技术n在株洲炼制厂引进TOPSPE方法，将二氧化硫转化为工业用硫酸预计2003年投产长沙三角洲地区方案一：控制方法n长沙和湘潭预计减排量为34和37%n由于扩大电站规模，株洲的减排量可能只有10%长沙三角洲地区方案一：控制方法控制方法控制方法二氧化硫排放减少量（吨）二氧化硫排放减少量（吨）控制成本（百万元）控制成本（百万元）低硫煤8,400330使用气化燃料31,6001,635锅炉和窑的排放控制15,000325LPS脱硫22,600250农业损失 = 4千万美元石家庄市总结n石家庄的硫污染n主要来源为中央供暖锅炉和大型点源n二氧化硫最高年平均浓度为180 g/m3n仅对健康的影响就足以抵消当地GDP的约10n减少硫污染预期n90来自使用污染小的燃料工业和电站的锅炉：低硫煤；家庭烹饪、取暖和小型工业锅炉：天然气n石家庄第十个五年计划的 预期 硫控制方案 很有可能达不到国家环保总局的空气污染标准n额外的减排n仅发电站一项就足以确保达到TCZ 要求 n将对健康的影响降低到当地GDP的约0.2n从临近山西省调入更多低硫煤是成本效用比最高的选择大长沙地区总结n大长沙地区硫污染n中国酸雨的热土，以大型工业炼制厂和电站为主n大型电站和炼制厂周边地区年平均二氧化硫污染水平超过300 g/m3n农业损失估计为6800万美元（2000年初数据）n硫减排计划n增加工业锅炉的天然气和低硫煤使用n通过工业更新改造投资减排n在株洲的（仅）一家炼制厂安装污染控制设备n通过实施第十个五年计划中的硫控制提议，大长沙地区很有希望达到国家环保总局设置的硫减排目标。然而该地区由酸雨造成的环境损失将依然很高。n额外减排难以实现n关闭当地生产高硫煤的煤矿受到限制n由于市区旁计划中将要新建的燃煤电站结论n空气污染对健康和经济产生严重的不良影响n在中国，空气污染可能抵消GDP的5%n不同的控制方法将产生不同的净净成本n规模通常影响（设备和制度）成本大污染者/小污染者n系统改进和工艺更新的总成本通常比 “末端控制”低n通常“一举多得”的政策反而实施起来更容易， 成本也更低（如增加天然气的使用）n技术方案必须和市场、制度、行政等政策手段一起使用n如果无人乘坐，或者公司经营破产，再好的现代化清洁公共汽车也对改善空气质量起不到作用n需要通过越简单越好的分析工具来辅助政策制定者了解问题的实质和解决方案谢谢 谢！谢！