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含碳气溶胶是大气颗粒物的重要组分,其中EC(元素碳)部分能够强烈吸收可见光,在大气中的存在能够改变大气辐射性质,影响区域太阳辐射,甚至引起地区性降水变化。同时含碳气溶胶能危害人体健康。中国含碳气溶胶排放量被认为是全球人为源排放的1/4,但研究的不确定性很大。现有中国含碳气溶胶来源研究中,民用燃煤源被认为对中国EC排放贡献最大,由于缺乏国内实测,是影响排放清单准确性的一个关键因素。
本项研究在北京大学具有自主知识产权的稀释通道技术基础上,开发了烟尘罩稀释通道模拟系统,对主要的民用燃煤进行了实验室实测,获取了不同成熟度的散煤、蜂窝煤的含碳气溶胶的排放因子。实验结果表明,民用燃煤的排放与煤炭成熟度有很大关系,不同成熟度煤炭排放因子差距很大。烟煤散烧的EC/OC排放因子较大,无烟煤散烧排放因子较少。煤炭燃烧类型也影响含碳气溶胶的排放。蜂窝煤的OC排放因子与相似成熟度的散煤相当,但其EC排放因子较低。
研究还对我国各种能源利用类型的技术组成及其相应排放因子进行了文献调研,基于2000年中国能源统计,获得2000年中国含碳气溶胶排放量,其中EC排放936.7 Gg,OC排放2377.2 Gg。由于本研究对民用燃煤源技术组成进行了细化,对秸秆野外焚烧估算比例较其它工作较低,结果较前人估算结果偏低。
EC排放量中,秸秆36.2%、煤炭24.6%、焦炭15.3%、薪材11.3%、柴油10.3%五种能源的生产和使用过程的排放占排放总量的97%。OC排放量中,秸秆仍然是贡献最大的能源类型,通过乡村生活消费和野外烧荒,秸秆共排放1193.6Gg,占排放总量的50.2%;薪材排放669.8Gg,占排放总量的28.2%。
从1995到2004.全国含碳气溶胶年变化情况看,中国农村生物质能源使用所造成的含碳气溶胶排放量增长很快,其贡献占全国EC排放总量的47.5%,OC排放总量的78.4%。作为中国含碳气溶胶排放主要的来源,生物质的含碳气溶胶排放需要得到足够的重视,才能进一步降低中国含碳气溶胶排放清单的不确定性。