典型重化工园区产能增加对城市O_3浓度影响_苏闯.pdf

第 43 卷第 1 期2023 年 1 月Vol.43，No.1Jan.，2023环境科学学报Acta Scientiae Circumstantiae典型重化工园区产能增加对城市O3浓度影响苏闯1，*，翁炜2，张萌萌3，朱云31.广东省固体废物和化学品环境中心，广州 5103082.惠州市生态环境局，惠州 5160083.华南理工大学环境与能源学院，广东省大气环境与污染控制重点实验室，广州 510006摘要：重化工园区产能增加将加大园区挥发性有机物（VOCs）排放总量，进而影响本地及周边城市O3浓度.珠三角实施的“VOCs倍量替代”政策可在城市层面有效抵消重化工园区VOCs排放量上升的不利影响，还可进一步降低城市VOCs排放总量，实现区域O3浓度下降.以惠州市某大型重化工园区为例，编制20182020年重化工园区产能增加以及实施“VOCs倍量替代”政策的污染物排放清单，基于WRF-CMAQ模拟体系，定量分析多种情景下园区在基准年（2017年）710月气象条件下对惠州市及周边城市O3影响程度.研究表明，重化工园区增产而增加VOCs排放4101.96 t，“VOCs倍量替代”综合减排余量7298.97 t；“VOCs倍量替代”政策可有效解决重化工园区增产对O3浓度的不利影响，其中7月最为显著，主导东南风下风向的深圳市及惠州市大亚湾管委会站点O3浓度降幅最大，分别为3.9 g m-3（下降率2.97%）和7 g m-3（下降率4.95%）；710月平均对惠州市O3浓度降低贡献为0.96 g m-3（下降率0.53%），对周边市深圳市、东莞市、汕尾市O3浓度分别降低1.39 g m-3（下降率0.99%）、0.33 g m-3（下降率0.2%）、0.3 g m-3（下降率0.22%），对广州市和汕尾市影响可忽略不计.关键词：重化工园区；产能增加；VOCs倍量替代；VOCs排放；臭氧文章编号：0253-2468（2023）01-0097-12 中图分类号：X51 文献标识码：AThe impact of increased capacity at a typical petrochemical industrial park on ambient O3 in surrounding citiesSU Chuang1，*，WENG Wei2，ZHANG Mengmeng3，ZHU Yun31.Solid Waste and Chemicals Environmental Center of Guangdong Province，Guangzhou 5103082.Huizhou Ecological Environment Bureau，Huizhou 5160083.Guangdong Provincial Key Laboratory of Atmospheric Environment and Pollution Control，College of Environment and Energy，South China University of Technology，Guangzhou 510006Abstract：Increased capacity in petrochemical industrial park leads to the significant rise in VOCs emissions，accordingly aggravating the O3 pollution in local and surrounding cities.In the Pearl River Delta region，the well implement of VOCs multiple substitution policy can effectively offset the adverse impact of rising VOCs emissions in petrochemical industrial parks by reducing the total amount of VOCs emissions at the city scale，thereafter lowering the regional O3 concentration.Taking a petrochemical park in Huizhou City as typical case study，we compiled the emission inventories of increased capacity and the implementation of VOCs multiple substitution policy during 2018 to 2020.With the developed emission inventories，the impacts of the petrochemical industrial park on O3 concentrations under the meteorological conditions from July to October in the base year（2017）were then quantified using WRF-CMAQ.The results showed that，7298.97 tons of VOCs were ultimate reduced attribute to the policy-implement of VOCs multiple substitution，although the increased capacity of the petrochemical industrial park brought 4101.96 tons of VOCs emissions.The simulation results proved that the policy of VOCs multiple substitution can effectively mitigate the adverse effect of the increased capacity in petrochemical industrial park on O3 concentration.In July，the reduction of O3 concentrations were maximum in Shenzhen and Guanweihui monitor station，with the reduction concentration at 3.9 g m-3（with a decline rate 2.97%）and 7 g m-3（with a decline rate 4.95%），respectively.This was because their locations were in the downwind of the dominant wind direction of the southeast in July.From July to October，the average reduction contribution of O3 in Huizhou，Shenzhen，Dongguan and Shanwei were 0.96 g m-3（with a decline rate 0.53%），1.39 g m-3（with a decline rate 0.99%），0.33 g m-3 DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0451苏闯，翁炜，张萌萌，等.2023.典型重化工园区产能增加对城市O3浓度影响 J.环境科学学报，43（1）：97-108SU Chuang，WENG Wei，ZHANG Mengmeng，et al.2023.The impact of increased capacity at a typical petrochemical industrial park on ambient O3 in surrounding cities J.Acta Scientiae Circumstantiae，43（1）：97-108收稿日期：2022-10-08 修回日期：2022-11-26 录用日期：2022-12-05基金项目：惠州市生态环境局大亚湾分局大亚湾区空气质量精细化管理服务项目（No.ZDYCHZ2020-01）；广东省科技计划项目（科技创新平台类）（No.2019B121201002）作者简介：苏闯（1966），男，E-mail：；*责任作者，E-mail：环境科学学报43 卷（with a decline rate 0.2%）and 0.3 g m-3（with a decline rate 0.22%），respectively，while the contribution to O3 concentration reductions in Guangzhou and Shanwei were nearly neglectable.Keywords：petrochemical industrial park；increased capacity；VOCs multiple substitution；VOCs emissions；ozone1引言（Introduction）近年来，我国大气污染治理工作成效显著，治污重点已由秋冬季PM2.5污染逐步转变为夏秋季O3污染，特别是在我国三大经济区域之一的珠三角（Lu et al.，2018）.已有研究报道表明，珠三角多数市区臭氧生成机制为VOCs控制（沈劲等，2018；He et al.，2019），严格控制VOCs排放是珠三角区域降低臭氧峰值、提升空气质量优良率的重点.目前，VOCs总量减排是我国“十四五”生态环境约束性指标，广东省2018年后发布的多项挥发性有机物（VOCs）治理文件（广东省环境保护厅，2018；广东省生态环境厅，2019），以“减量定增量”为原则，提出了“消化减量、削减存量、控制总量”方针，要求珠三角城市实施“VOCs倍量替代”政策，做到“强化重点行业和关键因子减排”，动态管理VOCs总量指标.石油化工是挥发性有机物重点减排行业（Gkatzelis et al.，2021），也是减排潜力最大的行业（邱凯琼，2014），其减排量与O3浓度响应呈非线性关系（Tan et al.，2019；Fang et al.，2020）.大型石化工业集中区和工业园区减排对近地面O3浓度影响评估多采用包含大气光化学反应机制模型模拟技术，主要模型包括区域化学传输空气质量模型（Community Multi-scale Air Quality Model，CMAQ）（Wang et al.，2019；彭子龙等，2022；李圳等，2022）、全球性3D大气化学传输模式（GEOS-Chem）（Lu et al.，2019）、WRF-Chem（Li et al.，2020；He et al.，2022）和基于三维欧拉化学传输模型的CAMx-OSAT（刘得守等，2021）等.CMAQ模型为三维大气化学和传输模拟系统，集合多种大气一次及二次污染物形成和变化过程，可用于衡量实际减排措施对区域性O3浓度的影响，从而有效评估区域性减排措施实施有效性（Wang et al.，2021；Li et al.，2022）.广东省惠州市某区（简称：惠州某区）是世界级的石化基地，近年来大型石化企业迅速聚集，企业产能不断增加，化工生产污染带来的环境压力较大.惠州某区按国家和省、市环保政策要求，在规划新项目或提升石化产能的同时，积极以“VOCs倍量替代”政策推动本地重点项目VOCs减排以及落后产能淘汰，力争做到石化产能大幅提升的同时，空气质量仍能持续改善