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中国是世界重要的港口大国和航运大国,污染严重的环渤海、长三角、珠三角区域同时也是港口与船舶航行的密集区,船舶作为重要的大气污染物排放来源之一,对空气质量的影响不容忽视。大气环境治理和改善的关键在于污染排放源的控制,一直以来,常规大气排放源既是环境科学研究的热点,也是政府部门管控的重点,但针对船舶这一重要大气排放源,无论是环境管理层面还是科学研究层面给予的重视程度仍然不够。正式发布的新《环境空气质量标准》和《大气污染防治行动计划》对大气污染物减排提出了更高的目标要求,因此,亟需对中国船舶排放开展深入研究并提出防治措施。 本论文立足中国大气复合污染最为严重的京津冀地区,选取天津港作为研究区域,利用船舶自动识别系统(AIS)和劳氏船级社船舶数据等资料建立了详实的船舶活动水平数据库,并采用基于船舶引擎功率自下而上的方法,建立天津港2014年船舶大气污染源SO2、NOx、PM10、PM2.5、HC和CO的高时空分辨率排放清单,研究分析船舶污染物排放空间分布特征,获得不同船型、不同排放设备、不同运行工况及不同月份的污染物排放分担率。计算结果表明,天津港2014年船舶排放SO2、NOx、PM10、PM2.5、HC和CO的总量分别为17757.58、25030.30、2442.42、2254.55、1042.42及2163.64吨,天津港北疆、东疆、南疆三港区的沿海口处,以及主航道和分布在航道附近的锚泊地区船舶污染物排放最为密集。集装箱船、(干)散货船为主要排放贡献船型;停靠和机动操纵是主要的排放工况;船舶辅机排放占比很高,甚至超过主机排放;全年中2月份船舶排放量最少。 在清单建立的基础上,综合利用气象模式WRF、源清单处理模式SMOKE以及空气质量模式CMAQ,分别设定不同排放情景,定量评估2014年天津港船舶排放对空气质量的影响。研究结果表明,港口附近区域受船舶排放影响较为明显,SO2、NOx和PM2.5三种污染物的年均最大浓度贡献率分别可达20.26%、20.33%和6.30%;4月和6月船舶排放月均贡献率最大;夏季船舶排放贡献率远大于冬季。船舶排放对空气质量影响不容忽视,加强船舶污染排放控制是改善空气质量的有效途径。