炼山释放细小颗粒物动态演变机理及潜在成霾性研究

In recent years, "haze" is the most prominent environmental problems in China, and has attracted a great concern because of its close correlation with people’s livelihood. There are still many uncertainties in the study of the causes and sources of "haze" due to the complexity of the ingredient and the extensiveness of the source of emission. In recent years, many domestic scholars have conduced a lot of research regarding the potential emission sources of "haze"; however, these studies are rarely related to the forest fuel. On the other hand, the forest fuel combustion has been proved to be a critical emission source of the fine particulate matter of the atmosphere, which is the key factor of the "haze". Forest slash burning has been widely used on the forest management in the southern China. The study has showed that the characteristic of slash burning are both small area and low intensity, which may emit more fine particulate matter than large and high intensity forest fire. According to this, forest slash burning may be an important factor for haze. . In this study, we are going to burn the logging slash in three different dominant forest types of southern China in the self-designed fire laboratory to identify the characteristics and mechanisms of the emission of fine particulate matter by means of instrumental observation and chemical composition analysis. Develop a "haze-occurrence" model based on the observe data from outdoor, and integrate the data that obtained from experimental burning in the fire laboratory to the “haze-occurrence” mode to reveal the correlation between forest slash burning and "haze". The study has important theoretical and practical meaning.

“雾霾”已成为我国当下最受关切的民生问题。由于雾霾成分的复杂性和排放源的广泛性，目前有关雾霾成因和污染物来源的研究仍有很多不确定性。近年来国内众多学者对雾霾的排放源做了大量研究，但有关森林可燃物燃烧释放颗粒物的研究较少。国外的一些研究表明森林可燃物燃烧是空气中细小颗粒物的一个重要来源，而细小颗粒物是形成雾霾的关键因子。炼山是我国南方林区主要的森林燃烧方式，研究表明，炼山这种单次小面积、小强度的森林燃烧形式比大面积、高强度森林火灾具有更强的细小颗粒物排放能力。由此推测，炼山很有可能是南方雾霾的一个重要排放源。.　基于此，本项通过自主设计的室内燃烧室对南方三种主要林型的采伐剩余物进行燃烧试验，通过仪器观测、化学成分分析等手段，分析颗粒物释放、演变特性和机理。同时进行野外实测验证，并以室外实测雾霾天气为基础建立“雾霾发生”模型，将实验数据参数与模型相耦合，揭示炼山与南方雾霾的相关性，本研究具有重要的理论和现实意义。

炼山是我国南方地区广泛使用的营林手段，其广义上说就是低强度的森林可燃物燃烧，可释放大量污染物，对大气环境有重要影响并被认为和雾霾的形成有一定关联。但目前国内关于森林可燃物燃烧释放烟气颗粒物的特性研究还鲜有报道。鉴于此，本课题基于自主研发的生物质燃烧烟气分析系统，以福建主要乔木树种和秸秆为研究对象，深入分析其释放烟气颗粒物的特性，并对燃烧释放污染物的时空分布进行了研究。主要研究结论如下：. 福建主要乔木树种（杉木、马尾松、桉树等10种）在不同燃烧状态下的CO和CO2 等气体和细小颗粒物（PM2.5）排放因子存在显著差异。阴燃状态促进CO和PM2.5排放。不同燃烧状态下，PM2.5中的碳质组分和水溶性离子之间差异显著。阴燃促进PM2.5中OC排放，明然促进水溶性离子的排放，K+、Cl-为最主要离子成分。树种燃烧共释放48种NHMCs，包括烷烃19种，烯烃15种，芳香烃14种。对水稻、小麦、大豆等6种农作物秸秆的燃烧试验得到与森林可燃物类似的结论。同时计算了不同农作物秸秆燃烧释放各类污染物和PM2.5中水溶性离子及各种有机和无机成分。. 采用逻辑回归（LR）和随机森林（RF）来评估福建省火灾发生的驱动因素。结果表明，气候因素是福建省森林火灾发生的主要驱动因素。日照时数，防火期内的相对湿度、降水量和气温对林火发生至关重要。此外，海拔高度，铁路分布和人均GDP也是重要的影响因素。. 基于卫星火点数据，结合统计年鉴，对福建省林火及农作物秸秆燃烧排放的污染物总量及时空分布情况进行了研究。结果表明，福建林火排放各污染物在时间和空间上不均衡，燃烧排放的污染物在福建省其他地区均呈增长趋势。林火释放PM2.5与工业粉尘的排放比变化趋势说明福建省森林火灾对当地空气质量的影响正在逐渐加大。对亚热带地区8个省分秸秆露天燃烧各类污染物的排放总量进行估算并分析其时空变化趋势。各污染物排放在时间和空间上的变化存在差异。. 本项目研究成果为揭示野外生物质燃烧对大气环境及生态系统的影响提供重要科学依据。

内容获取失败，请点击重试