付柳淑 邱國(guó)良

摘要：以衡陽(yáng)市為例，對(duì)其基于2017年編制的大氣污染源排放清單開(kāi)展模型驗(yàn)證研究，利用地面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空氣質(zhì)量模型模擬的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格空氣質(zhì)量模擬結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。結(jié)果顯示盡管某些站點(diǎn)其PM2.5和PM10濃度存在一定程度的高估和低估現(xiàn)象，但仍處于誤差范圍內(nèi);表明編制的衡陽(yáng)市2017年大氣污染源排放清單不確定度在可接受范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：大氣污染源;排放清單;模型驗(yàn)證;衡陽(yáng)市

大氣污染源排放清單是在一定的研究區(qū)域及時(shí)間內(nèi)，各種類(lèi)別污染源排放到大氣中的污染物集合，是空氣質(zhì)量模型輸入的基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)。我國(guó)大氣污染源排放清單起步于20世紀(jì)80年代，30多年來(lái)基本形成了結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況的大氣污染源分類(lèi)、大氣污染物排放系數(shù)、大氣污染物排放量確定方法等大氣污染源排放清單相關(guān)技術(shù)方法。但目前我國(guó)尚未建立起排放清單結(jié)果驗(yàn)證和不確定性分析等制度，相關(guān)驗(yàn)證或校驗(yàn)研究也較少見(jiàn)。本文以衡陽(yáng)市為例，對(duì)其基于2017年編制的大氣污染源排放清單開(kāi)展模型驗(yàn)證研究，結(jié)果顯示其不確定度在可接受范圍內(nèi)。

1、驗(yàn)證方法

利用地面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空氣質(zhì)量模型模擬的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格空氣質(zhì)量模擬結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而驗(yàn)證大氣污染源排放清單的準(zhǔn)確性。本項(xiàng)目選取衡陽(yáng)市衡陽(yáng)化工總廠(chǎng)、市環(huán)境監(jiān)測(cè)站、珠暉區(qū)環(huán)保局、衡陽(yáng)市委黨校、真空機(jī)電公司和原169醫(yī)院等6個(gè)國(guó)控空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)PM2.5、PM10觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)做驗(yàn)證，站點(diǎn)分布如圖1所示。此外，本研究還對(duì)4個(gè)模擬月份空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)PM2.5、PM10的觀(guān)測(cè)值與模擬結(jié)果進(jìn)行定量的統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)計(jì)算模擬值與觀(guān)測(cè)值之間的標(biāo)準(zhǔn)化平均偏差（NMB）來(lái)定量分析模擬值與實(shí)際觀(guān)測(cè)值之間的相對(duì)偏差，該參數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中，Cm和Co分別代表的是模型模擬值和實(shí)際觀(guān)測(cè)值。使用相關(guān)系數(shù)R來(lái)定量分析模擬值與觀(guān)測(cè)值之間的相關(guān)性。

2、PM2.5觀(guān)測(cè)值與模擬結(jié)果進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)對(duì)2017年1、4、7、10月衡陽(yáng)市各國(guó)控站點(diǎn)PM2.5濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可知：衡陽(yáng)市所有國(guó)控站點(diǎn)在四月份PM2.5觀(guān)測(cè)濃度與模擬濃度的相關(guān)系數(shù)均在0.40以上，最高值出現(xiàn)在1月原169醫(yī)院站點(diǎn)，達(dá)到0.58，最低值出現(xiàn)在1月市監(jiān)測(cè)站站點(diǎn)、4月衡陽(yáng)化工總廠(chǎng)站點(diǎn)和7、10月原169醫(yī)院站點(diǎn)，均為0.45，表明CMAQ模式較好地模擬出四個(gè)月所有觀(guān)測(cè)站點(diǎn)PM2.5濃度的時(shí)間變化趨勢(shì)，污染物濃度上升和下降過(guò)程均在模擬的結(jié)果中有著較好的呈現(xiàn)。1月，衡陽(yáng)化工總廠(chǎng)、真空機(jī)電公司和原169醫(yī)院三個(gè)站點(diǎn)PM2.5模擬值相比觀(guān)測(cè)均偏低，但NMB均在-11.0%以?xún)?nèi)，而市監(jiān)測(cè)站、珠暉區(qū)環(huán)保局和市委黨校站點(diǎn)模擬值均偏高，其中市委黨校站點(diǎn)偏高程度最大，NMB達(dá)到2.2%;4月，原169醫(yī)院站點(diǎn)PM2.5模擬值相比觀(guān)測(cè)值偏低，NMB為-8.2%，而其余五個(gè)站點(diǎn)模擬值則均偏高，其中真空機(jī)電公司站點(diǎn)偏高程度最大，達(dá)到了18.2%;7月，六個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中衡陽(yáng)化工總廠(chǎng)、市委黨校和原169醫(yī)院PM2.5模擬值相比觀(guān)測(cè)值均偏低，其余站點(diǎn)都偏高，其中原169醫(yī)院站點(diǎn)偏低程度最大，NMB達(dá)到-32.3%，真空機(jī)電公司站點(diǎn)偏高程度最大，NMB達(dá)到15.6%;10月，所有六個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)PM2.5模擬值均比觀(guān)測(cè)值偏高，其中市監(jiān)測(cè)站站點(diǎn)模擬值比觀(guān)測(cè)值偏高程度最大，NMB達(dá)到31.0%?？傮w來(lái)看，市監(jiān)測(cè)站和珠暉區(qū)環(huán)保局站點(diǎn)模擬值存在一定高估現(xiàn)象，這可能與該站點(diǎn)周邊局地小環(huán)境污染排放存在一定不確定性有關(guān)，但其與觀(guān)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)仍較高，變化趨勢(shì)基本一致。

3、PM10觀(guān)測(cè)值與模擬結(jié)果進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)對(duì)2017年1、4、7、10月衡陽(yáng)市各國(guó)控站點(diǎn)PM10濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可知：衡陽(yáng)市所有國(guó)控站點(diǎn)在四月份的PM10觀(guān)測(cè)濃度與模擬濃度的相關(guān)系數(shù)均在0.40以上，其中最高值出現(xiàn)在1月原169醫(yī)院、10月市監(jiān)測(cè)站和珠暉區(qū)環(huán)保局站點(diǎn)，達(dá)到0.59，最低值出現(xiàn)在7月珠暉區(qū)環(huán)保局站點(diǎn)，為0.46，表明CMAQ模式較好地模擬出四個(gè)月所有觀(guān)測(cè)站點(diǎn)PM10濃度的時(shí)間變化趨勢(shì)，污染物濃度上升和下降過(guò)程均在模擬的結(jié)果中有著較好的呈現(xiàn)。1、4和7月，所有站點(diǎn)PM10模擬值相比觀(guān)測(cè)值均偏低，其中NMB最大為7月市委黨校站點(diǎn)的-36.6%，最小為1月真空機(jī)電公司站點(diǎn)的-4.4%;10月，除市監(jiān)測(cè)站和原169醫(yī)院兩個(gè)站點(diǎn)PM10模擬值相比觀(guān)測(cè)值分別偏高了4.8%和3.3%外，其他四個(gè)站點(diǎn)的PM10模擬值均相比觀(guān)測(cè)值偏低，其中衡陽(yáng)化工總廠(chǎng)站點(diǎn)模擬值相比觀(guān)測(cè)值偏低程度最大，NMB達(dá)到-22.0%?？傮w來(lái)講，六個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)PM10模擬值均存在一定低估現(xiàn)象，這也可能與排放清單的不確定性及其空間分配有關(guān)，且盡管PM10的模擬值較觀(guān)測(cè)值有一定偏差，但其與觀(guān)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)仍較高，表明模擬結(jié)果與觀(guān)測(cè)結(jié)果的變化趨勢(shì)基本一致。

4、結(jié)論

綜上所述，利用衡陽(yáng)市2017年大氣污染源排放清單對(duì)衡陽(yáng)市2017年空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行模擬，并與實(shí)際觀(guān)測(cè)濃度進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果顯示盡管某些站點(diǎn)其PM2.5和PM10濃度存在一定程度的高估和低估現(xiàn)象，但仍處于誤差范圍內(nèi)，四個(gè)月所有觀(guān)測(cè)站點(diǎn)PM2.5、PM10濃度的時(shí)間變化趨勢(shì)均能夠得到較好的呈現(xiàn)，且模擬的1、4、7、10月PM2.5和PM10月均濃度空間分布與實(shí)際觀(guān)測(cè)濃度均較吻合，表明編制的衡陽(yáng)市2017年大氣污染源排放清單不確定度在可接受范圍內(nèi)。