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广西内河及沿海船舶大气污染物排放清单及特征研究

樊勇吉 陈轩 谢华 卢英源 陆嘉晖 王心言 唐昭

樊勇吉,陈轩,谢华,等.广西内河及沿海船舶大气污染物排放清单及特征研究[J].环境工程技术学报,2023,13(6):2072-2080 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230219
引用本文: 樊勇吉,陈轩,谢华,等.广西内河及沿海船舶大气污染物排放清单及特征研究[J].环境工程技术学报,2023,13(6):2072-2080 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230219
FAN Y J,CHEN X,XIE H,et al.Study on the emission inventory and characteristics of air pollutants from inland and coastal ships in Guangxi[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(6):2072-2080 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230219
Citation: FAN Y J,CHEN X,XIE H,et al.Study on the emission inventory and characteristics of air pollutants from inland and coastal ships in Guangxi[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(6):2072-2080 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230219

广西内河及沿海船舶大气污染物排放清单及特征研究

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230219
基金项目: 广西重点研发计划项目(桂科AB22035059)
详细信息
    作者简介:

    樊勇吉(1977—),男,高级工程师,主要研究方向为移动源污染防治、大气环境管理、环境监测、环境影响评价和环境保护管理政策,44766687@qq.com

    通讯作者:

    唐昭(1979—),女,工程师,硕士,主要从事环境检测、食品安全检验研究,4627532@qq.com

  • 中图分类号: X701

Study on the emission inventory and characteristics of air pollutants from inland and coastal ships in Guangxi

  • 摘要:

    基于广西船舶数量及类型、船舶引擎功率等数据,以广西壮族自治区为例,通过船舶引擎功率法建立广西2020年内河及沿海船舶排放清单,探究广西内河及沿海船舶主要大气污染排放量时空分布,并通过大气扩散模型模拟了船舶大气污染物排放对广西沿海港区大气环境的影响。结果表明:内河船舶中干货船排放占比为35.6%,四等船排放占比为26.07%;沿海船舶中拖船排放占比为44.16%~49.33%,主机、辅机、锅炉排放占比分别为52.39%、21.43%、26.18%;不同工况下,沿海船舶停泊工况SO2排放占比最高,其余污染物在慢速行驶工况下排放占比最高。2020年广西北部湾海域船舶SO2、NOx、HC、CO2的平均排放强度分别为0.32、2.14、0.07、121.93 t/km2

     

  • 图  1  广西船舶大气污染物排放量计算流程

    Figure  1.  Calculation flow chart of atmospheric pollutant emissions from ships in Guangxi

    图  2  广西各港口船舶到港艘次所属船舶类型分布

    Figure  2.  Distribution of ship types of ships arriving at ports in Guangxi

    图  3  内河不同类型船舶污染物排放占比

    Figure  3.  Share ratio of main pollutant emissions from different types of inland river ships

    图  4  不同主机工况船舶主要污染物排放占比

    Figure  4.  Share ratio of main pollutant emissions from ships under different main engine operating conditions

    图  5  不同辅机工况船舶主要污染物排放占比

    Figure  5.  Share ratio of main pollutant emissions from ships under different auxiliary engine operating conditions

    图  6  沿海不同类型船舶污染物排放占比

    Figure  6.  Share ratio of main pollutant emissions from different type of ships along the coast

    图  7  沿海船舶主辅机污染物排放占比

    Figure  7.  Share ratio of main pollutant emissions from main and auxiliary engines of ships along the coast

    图  8  沿海船舶各行驶状态污染物排放占比

    Figure  8.  Share ratio of main pollutant emissions from coastal ships in various driving states

    图  9  北部湾港口周边海域污染物排放强度分布

    Figure  9.  Distribution of pollutant emission intensity of the sea area around Beibu Gulf Port

    表  1  不同等级船舶艘次占总到港登记艘次的比例

    Table  1.   Proportion of ships of different classes in the total number of registered ships arriving at the port % 

    一等船舶二等船舶三等船舶四等船舶五等船舶
    21.7517.9220.9820.1819.17
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    表  2  广西内河各类型船舶不同行驶工况下的平均活动时间

    Table  2.   Average activity time of various types of ships in Guangxi inland rivers under different driving modes h 

    船舶类型 船舶进出港 船舶进出闸
    正常航行 进出港航
    行(慢速)
    停泊 正常航行 进出闸
    航行(慢速)
    停泊
    干货船 一等船 3.25 0.25 27.50 2.25 0.36 35.10
    二等船 3.03 0.27 33.20 2.39 0.44 34.30
    三等船 3.27 0.31 21.50 3.22 0.39 29.60
    四等船 4.52 0.31 23.90 3.05 0.37 27.80
    五等船 2.27 0.36 31.30 4.28 0.32 29.30
    多用途船 1.36 0.26 41.40 1.68 0.25 31.60
    客渡船 0.21 0.33 26.20 2.23 0.27 17.50
    散货船 1.13 0.29 31.90 1.17 0.36 22.60
    拖船 0.84 0.42 25.80 2.03 0.27 24.70
    其他船舶 1.15 0.38 27.60 2.56 0.29 32.40
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    表  3  内河船舶综合校正后的排放因子

    Table  3.   Emission factors of inland river ships after comprehensive correction g/(kW·h) 

    项目 主机 航行状态 SO2 CO HC CO2
    不同船舶等级
    排放因子
    一、二等船 正常航行 0.80 1.12 0.53 683.00
    进出港 1.08 2.43 1.22 899.51
    进出闸 1.02 2.12 1.02 851.01
    三等船 正常航行 0.80 1.20 0.53 683.00
    进出港 0.88 1.47 0.62 741.73
    进出闸 0.85 1.23 0.55 711.68
    四、五等船 正常航行 0.80 1.10 0.53 683.00
    进出港 0.87 1.43 0.21 732.17
    进出闸 0.96 1.87 0.89 801.84
    不同船舶类型
    排放因子
    干货船 正常航行 0.81 1.10 0.5 683.00
    进出港 0.88 1.47 0.69 741.73
    进出闸 0.85 1.29 0.59 711.68
    多用途船 正常航行 0.81 1.10 0.5 683.00
    进出港 1.03 2.25 1.16 870.14
    进出闸 0.98 2.01 1.00 831.89
    客渡船 正常航行 0.81 1.10 0.50 683.00
    进出港 1.07 2.48 1.28 899.51
    进出闸 1.01 2.14 1.09 851.02
    散货船 正常航行 0.81 1.10 0.50 683.00
    进出港 0.89 1.51 0.71 749.93
    进出闸 0.97 1.97 0.98 826.43
    拖船 正常航行 0.81 1.10 0.50 683.00
    进出港 0.81 1.10 0.50 683.00
    进出闸 0.81 1.10 0.50 683.00
    其他船舶 正常航行 0.81 1.10 0.50 683.00
    进出港 1.01 2.16 0.50 683.00
    进出闸 0.95 1.79 0.87 797.07
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    表  4  广西沿海各类型船舶排放因子

    Table  4.   Emission factors for various types of ships along the coast of Guangxi g/(kW·h) 

    主机 主机
    类型
    航行状态 NOx SO2 PM2.5 PM10 VOCs CO CO2
    干货船 低速
    柴油机
    巡航状态 15.2 1.2 0.12 0.27 0.64 0.54 615.0
    慢速行驶 15.2 1.2 0.12 0.27 0.64 0.54 615.0
    泊岸行驶 44.1 1.2 0.67 0.82 7.00 3.26 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.2 1.2 0.12 0.27 0.55 1.12 615.0
    慢速行驶 11.2 1.2 0.12 0.27 0.55 1.12 615.0
    泊岸行驶 34.5 1.2 0.67 0.82 5.84 7.15 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.3 1.2 0.12 0.27 0.27 1.12 615.0
    慢速行驶 10.3 1.2 0.12 0.27 0.27 1.12 615.0
    泊岸行驶 31.2 1.2 0.23 0.82 2.35 7.15 615.0
    多用途船 低速
    柴油机
    巡航状态 14.5 1.2 0.12 0.27 0.67 0.54 615.0
    慢速行驶 17.3 1.2 0.23 0.27 1.14 0.84 615.0
    泊岸行驶 62.0 1.2 1.00 1.36 12.70 4.87 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.3 1.2 0.12 0.27 0.56 1.12 615.0
    慢速行驶 12.1 1.2 0.23 0.27 0.96 1.85 615.0
    泊岸行驶 53.1 1.2 1.00 1.36 10.60 10.6 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.8 1.2 0.00 0.27 0.25 1.12 615.0
    慢速行驶 11.5 1.2 0.12 0.27 0.48 1.85 615.0
    泊岸行驶 48.2 1.2 0.46 1.36 4.23 10.6 615.0
    客渡船 低速
    柴油机
    巡航状态 14.7 1.2 0.12 0.27 0.65 0.53 615.0
    慢速行驶 14.7 1.2 0.12 0.27 0.65 0.53 615.0
    泊岸行驶 58.9 1.2 0.94 1.16 10.40 4.26 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.3 1.2 0.12 0.27 0.57 1.12 615.0
    慢速行驶 11.3 1.2 0.12 0.27 0.57 1.12 615.0
    泊岸行驶 45.2 1.2 0.94 0.27 0.57 1.12 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.1 1.2 0.00 0.27 0.25 1.12 615.0
    慢速行驶 10.1 1.2 0.00 0.27 0.25 1.12 615.0
    泊岸行驶 41.1 1.2 0.43 1.16 3.54 9.27 615.0
    散货船 低速
    柴油机
    巡航状态 14.7 1.2 0.12 0.27 0.67 0.58 615.0
    慢速行驶 14.7 1.2 0.12 0.27 0.67 0.58 615.0
    泊岸行驶 61.2 1.2 0.94 1.16 11.00 4.44 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.1 1.2 0.12 0.27 0.54 1.12 615.0
    慢速行驶 11.1 1.2 0.12 0.27 0.54 1.12 615.0
    泊岸行驶 47.2 1.2 0.94 1.16 9.26 9.66 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.2 1.2 0.00 0.27 0.24 1.12 615.0
    慢速行驶 10.2 1.2 0.00 0.27 0.24 1.12 615.0
    泊岸行驶 43.3 1.2 0.43 1.16 3.75 9.66 615.0
    拖船 低速
    柴油机
    巡航状态 14.6 1.2 0.12 0.27 0.63 0.56 615.0
    慢速行驶 14.6 1.2 0.12 0.27 0.63 0.56 615.0
    泊岸行驶 69.2 1.2 1.00 1.36 12.72 4.84 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.1 1.2 0.12 0.27 0.55 1.12 615.0
    慢速行驶 11.1 1.2 0.12 0.27 0.55 1.12 615.0
    泊岸行驶 53.2 1.2 1.00 1.36 10.66 10.65 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.2 1.2 0.00 0.27 0.27 1.12 615.0
    慢速行驶 10.2 1.2 0.00 0.27 0.27 1.12 615.0
    泊岸行驶 48.9 1.2 0.43 1.36 4.26 10.65 615.0
    其他
    船舶
    低速
    柴油机
    巡航状态 14.7 1.2 0.10 0.27 0.65 0.55 615.0
    慢速行驶 14.7 1.2 0.10 0.27 0.65 0.55 615.0
    泊岸行驶 61.2 1.2 0.94 1.16 11.04 4.43 615.0
    中速
    柴油机
    巡航状态 11.9 1.2 0.12 0.27 0.56 1.12 615.0
    慢速行驶 11.9 1.2 0.12 0.27 0.56 1.12 615.0
    泊岸行驶 47.2 1.2 0.94 1.16 9.27 9.65 615.0
    高速
    柴油机
    巡航状态 10.8 1.2 0.00 0.27 0.25 1.12 615.0
    慢速行驶 10.8 1.2 0.00 0.27 0.25 1.12 615.0
    泊岸行驶 43.2 1.2 0.43 1.16 3.74 9.63 615.0
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    表  5  广西沿海船舶大气污染物排放量

    Table  5.   Emissions of air pollutants from ships along the coast of Guangxi t/a 

    船舶种类 NOx SO2 PM2.5 PM10 VOCs CO CO2
    干货船 1 431.72 330.89 30.42 43.50 159.27 214.73 107 601.43
    多用途船 727.00 144.69 21.25 25.56 124.29 117.67 46 303.56
    客渡船 263.90 62.99 7.83 9.98 42.94 47.88 20 420.44
    散货船 2263.10 507.54 62.21 80.32 347.71 437.93 166 904.29
    拖船 6421.54 1 537.65 207.24 270.96 1 209.77 1 416.41 505 115.07
    其他船舶 3 434.53 815.07 101.28 129.03 568.34 690.91 267 307.87
    合计 14 541.80 3 398.82 430.23 556.34 2 452.32 2 925.53 1 113 652.66
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  • [1] PENG Z B, WANG L M, TONG L, et al. Establishment of inland ship air pollution emission inventory based on power method correction model[J]. Sustainability,2022,14(18):11188. doi: 10.3390/su141811188
    [2] TIAN Y J, REN L L, WANG H Y, et al. Impact of AIS data thinning on ship air pollutant emissions inventories[J]. Atmosphere,2022,13(7):1135. doi: 10.3390/atmos13071135
    [3] SAKURAI T, ITO M, HANAYAMA S. Development of air pollutants emission inventories for ships around Japan on a high geographical resolution[J]. Asian Journal of Atmospheric Environment,2021,15(1):102-109. doi: 10.5572/ajae.2020.096
    [4] 朱逸凡, 雷智鹢, 封学军, 等. 基于AIS大数据的长江江苏段船舶大气污染物排放清单研究[J]. 环境科技,2019,32(4):41-46. doi: 10.3969/j.issn.1674-4829.2019.04.009

    ZHU Y F, LEI Z Y, FENG X J, et al. River based on AIS big data[J]. Environmental Science and Technology,2019,32(4):41-46. doi: 10.3969/j.issn.1674-4829.2019.04.009
    [5] 张妍妍, 王峥, 邱斌, 等. 长江流域湖北片区典型城市水生态环境问题解析及整治对策[J]. 环境工程技术学报,2023,13(1):27-35. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210699

    ZHANG Y Y, WANG Z, QIU B, et al. Analysis of water eco-environmental problems and related countermeasures for typical cities in Hubei region of the Yangtze River Basin[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(1):27-35. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210699
    [6] 韩兆兴, 张宁, 肖杨, 等. 重大运河工程环境影响识别与评价指标体系研究[J]. 环境工程技术学报,2022,12(6):1860-1866. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220530

    HAN Z X, ZHANG N, XIAO Y, et al. Study on environmental impact identification and evaluation index system of major canal projects[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(6):1860-1866. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220530
    [7] 叶斯琪. 珠江三角洲地区船舶排放特征及对区域空气质量影响的研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2014.
    [8] 李智恒, 何龙. 船舶污染物排放清单估算方法研究[J]. 广西轻工业,2011(5):79-80. doi: 10.3969/j.issn.1003-2673.2011.05.039
    [9] CHEN D S, TIAN X L, LANG J L, et al. The impact of ship emissions on PM2.5 and the deposition of nitrogen and sulfur in Yangtze River Delta, China[J]. Science of the Total Environment,2019,649:1609-1619. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.313
    [10] 金陶胜, 殷小鸽, 许嘉, 等. 天津港运输船舶大气污染物排放清单[J]. 海洋环境科学,2009,28(6):623-625. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2009.06.006

    JIN T S, YIN X G, XU J, et al. Air pollutants emission inventory from commercial ships of Tianjin Harbor[J]. Marine Environmental Science,2009,28(6):623-625. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2009.06.006
    [11] US EPA. Proposal to designate an emission control area for nitrogen oxides, sulfur oxides and particulate matter[R]. Washington DC: US EPA, 2009.
    [12] 朱倩茹, 廖程浩, 王龙, 等. 基于AIS数据的精细化船舶排放清单方法[J]. 中国环境科学,2017,37(12):4493-4500. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2017.12.011

    ZHU Q R, LIAO C H, WANG L, et al. Application of fine vessel emission inventory compilation method based on AIS data[J]. China Environmental Science,2017,37(12):4493-4500. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2017.12.011
    [13] 刘欢, 商轶, 金欣欣, 等. 船舶排放清单研究方法及进展[J]. 环境科学学报,2018,38(1):1-12. doi: 10.13671/j.hjkxxb.2017.0257

    LIU H, SHANG Y, JIN X X, et al. Review of methods and progress on shipping emission inventory studies[J]. Acta Scientiae Circumstantiae,2018,38(1):1-12. doi: 10.13671/j.hjkxxb.2017.0257
    [14] 黄志辉, 丁焰, 尹航, 等. 中国船舶大气污染物排放清单报告[R]. 北京: 生态环境部机动车排污监管中心, 2016.
    [15] 刘静, 王静, 宋传真, 等. 青岛市港口船舶大气污染排放清单的建立及应用[J]. 中国环境监测,2011,27(3):50-53. doi: 10.3969/j.issn.1002-6002.2011.03.014

    LIU J, WANG J, SONG C Z, et al. The establishment and application of ship emissions inventory in Qingdao Port[J]. Environmental Monitoring in China,2011,27(3):50-53. doi: 10.3969/j.issn.1002-6002.2011.03.014
    [16] 张志炜, 黄志炯, 徐媛倩, 等. 基于AIS轨迹修复的船舶排放空间表征改进方法与应用[J]. 环境科学学报,2020,40(6):1931-1942. doi: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0494

    ZHANG Z W, HUANG Z J, XU Y Q, et al. Ship emissions spatial characterization improved method and application based on AIS trajectory restoration[J]. Acta Scientiae Circumstantiae,2020,40(6):1931-1942. doi: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0494
    [17] 吕建华, 付飞, 左华, 等. 青岛市船舶废气排放清单及应用[J]. 环境保护科学,2019,45(5):107-115. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2019.05.019

    LÜ J H, FU F, ZUO H, et al. Ship emission inventory and its application in Qingdao[J]. Environmental Protection Science,2019,45(5):107-115. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2019.05.019
    [18] 王征, 张卫, 彭传圣, 等. 中国近周边海域船舶排放清单及排放特征研究[J]. 交通节能与环保,2018,14(1):11-15. doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2018.01.004

    WANG Z, ZHANG W, PENG C S, et al. Study on characteristics of ship emissions from surrounding China Seas[J]. Energy Conservation & Environmental Protection in Transportation,2018,14(1):11-15. doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2018.01.004
    [19] 何斌. 重庆果园港船舶大气污染物排放清单及不确定性分析研究[D]. 重庆: 重庆交通大学, 2022.
    [20] 尹佩玲, 黄争超, 郑丹楠, 等. 宁波-舟山港船舶排放清单及时空分布特征[J]. 中国环境科学,2017,37(1):27-37. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2017.01.004

    YIN P L, HUANG Z C, ZHENG D N, et al. Marine vessel emission and its temporal and spatial distribution characteristics in Ningbo-Zhoushan Port[J]. China Environmental Science,2017,37(1):27-37. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2017.01.004
    [21] 顾建, 王伟, 彭宜蔷, 等. 基于STEAM的靠港船舶大气污染物排放清单研究[J]. 安全与环境学报,2017,17(5):1963-1968. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2017.05.066

    GU J, WANG W, PENG Y Q, et al. Study on vessel emission inventory based on STEAM[J]. Journal of Safety and Environment,2017,17(5):1963-1968. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2017.05.066
    [22] LACK D A, CAPPA C D, LANGRIDGE J, et al. Impact of fuel quality regulation and speed reductions on shipping emissions: implications for climate and air quality[J]. Environmental Science & Technology,2011,45(20):9052-9060.
    [23] 王霞, 曹亚丽, 徐文文. 2019年江苏省内河船舶(不含长江)大气污染物排放清单[J]. 环境科学学报,2023,43(4):142-152.

    WANG X, CAO Y L, XU W W. Air pollutants emission inventory from inland vessels (excluding the Yangtze River) in Jiangsu Province in 2019[J]. Acta Scientiae Circumstantiae,2023,43(4):142-152.
    [24] JALKANEN J P, JOHANSSON L, KUKKONEN J. A comprehensive inventory of the ship traffic exhaust emissions in the Baltic Sea from 2006 to 2009[J]. AMBIO,2014,43(3):311-324. doi: 10.1007/s13280-013-0389-3
    [25] 封学军, 苑帅, 张艳, 等. 长江江苏段船舶大气污染物排放清单及时空分布特征研究[J]. 安全与环境学报,2018,18(4):1609-1614. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2018.04.065

    FENG X J, YUAN S, ZHANG Y, et al. Fuel exhaust emission inventory and the spatio-temporal distribution particularities of Jiangsu section of Yangtze River channel[J]. Journal of Safety and Environment,2018,18(4):1609-1614. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2018.04.065
    [26] 伏晴艳, 沈寅, 张健. 上海港船舶大气污染物排放清单研究[J]. 安全与环境学报,2012,12(5):57-64. doi: 10.3969/j.issn.1009-6094.2012.05.013

    FU Q Y, SHEN Y, ZHANG J. On the ship pollutant emission inventory in Shanghai Port[J]. Journal of Safety and Environment,2012,12(5):57-64. □ doi: 10.3969/j.issn.1009-6094.2012.05.013
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-21
  • 录用日期:  2023-10-08
  • 修回日期:  2023-10-07
  • 网络出版日期:  2023-11-24

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