成果名称:  珠三角PM2.5和臭氧污染协同控制及示范
 完成单位:  暨南大学,中山大学,广东省生态气象中心,广东省环境监测中心,广州禾信仪器股份有限公司,深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司
 研究人员:  郑君瑜,邵敏,丘建栋,区宇波,黄辉,袁斌,陈春贻,周振,王雪梅,王伯光,陈多宏,邓玉娇,段仲渊,赵再先,李梅,刘俊文,黄山,黄志炯,陈伟华,王泽龙,王超敏,钟庄敏,张沈阳,杨素霞,余飞,史博文,罗浩铭,谌业文,张兆鹏,刘东宁,关启明,谭键滨,王浩铭,江明,周炎,翟宇虹,叶斯琪,汪宇,陈诗琳,刘瑀菲,洪莹莹,李婷苑,陈靖扬,屈新明,谭章智,周勇,黄玉婷,庄立坚,黎旭成,汤俊青,刘明,王沛涛,覃豪,陈
 介绍:  

 珠三角地区的空气质量管理已经进入了新阶段,要求实现PM2.5和臭氧污染的协同防控,但现有的技术和管理手段已经无法满足需求。在这种情况下,为了解决科学瓶颈和技术瓶颈,国家重点研发计划在珠三角地区部署了“PM2.5和臭氧综合防控技术与精准施策示范”项目,旨在建立区域二次污染精细化管控技术体系,提出珠三角PM2.5和臭氧全面达到WHO-II目标值的解决方案和路线图。为了深入开展并落实“珠三角国家重点研发项目”,广东省科技厅在此基础上部署了“珠三角PM2.5和臭氧污染协同控制及示范”项目,重点开展PM2.5和臭氧污染的主控因子识别、传输机制、控制途径研究和VOCs异常排放园区/企业的快速追踪与精准溯源。此外,该项目还建立了机动车瞬态排放模型和城市实时交通流模型,开展二次污染短期精细化预报研究,并在典型城市开展PM2.5和臭氧污染协同防控实践,为珠三角地区空气质量的持续改进提供科技支撑和保障。

 
这个项目主要解决了以下五项关键技术:
(1)珠三角二次污染的主控因子与控制途径识别:通过构建外场观测技术方法,分析了珠三角地区污染形势、VOCs 活性特征与排放特征,并建立了可视化成因诊断工具包。通过中尺度空气质量模式,建立了珠三角城市在不同传输通道下的贡献矩阵。(2)满足排放清单近实时动态表征需求的机动车瞬态排放模型构建:通过实际道路测试,建立了本土机动车排放因子模型和基于速度的排放因子模型,覆盖了不同排放标准的汽油车和柴油车。这一技术突破了国内机动车排放研究多依赖于国外排放模型的瓶颈,以满足街区尺度、城市尺度和区域尺度机动车排放清单近实时表征的需求。(3)基于近实时表征需求的城市全路网实时交通流模型建立:通过解析各等级道路交通流量-密度-速度三者的交通流特性,建立了城市全路网道路动态交通流模型,并基于深度学习理论方法建立了城市全路网短时交通流预测模型,根据当前交通运行状态特征能够实现预测 15 分钟内和 1 小时内城市道路交通流的准确预测,预测精度达到 70%以上。(4)基于精细化VOCs组分清单和走航监测的VOCs异常排放园区/企业快速追踪与识别:建立了珠三角本土行业的VOCs组分排放特征和成分谱数据集,并利用傅里叶变换交叉相关、非负最小二乘法、受体模型算法等算法建立了VOCs异常排放快速精准追踪与识别技术。(5)二次污染短期精细化预报和中长期趋势精确预报技术:通过增加计算资源,优化并行计算,结合下垫面资料更新和多观测模式同化技术,实现 15 天预报的每日滚动更新,而且每月进行两次 30 天以上时长的预报,实现了基于模型的中长期空气质量预报的业务化运行。长期趋势预报准确性不低于 70%。
 
 
该项目在以下四个方面展现了技术创造性与先进性:
(1) 创新突破点1:建立了适用于本地的盒子模式,解决了硝酸盐模拟中非均相参数不确定高、残余层缺少评估等问题,并从区域站点到整个珠三角地区、从化学反应机理到污染物传输,深入分析了气象条件对珠三角污染程度的主导作用,为通过区域联防联控和基于天气情况的错峰减排来抵抗气象带来的影响提供了有效依据。(2) 创新突破点2:利用傅里叶变换交叉相关、非负最小二乘法、受体模型算法和二次污染数值模式源解析等算法,结合高精度组分排放清单,建立了适合园区尺度和城市尺度的VOCs异常排放快速精准追踪与识别技术,并开发了具备VOCs实时、在线监测、污染源指纹图谱管理、污染溯源、分级预警、可视化展示等功能的VOCs走航监测预警溯源系统,实现了对VOCs污染排放快速精准定位到企业和园区的目标。(3) 创新突破点3:建立了基于交通大数据的机动车多尺度近实时动态排放表征技术,能够输出基于VSP和车速的排放因子产品,满足多尺度机动车动态排放清单建立的需求,并利用流量-密度基本关系和OD矩阵,构建精细到街区尺度的城市道路网络空气质量模拟技术,为城市交通污染控制提供了重要的技术支撑。(4) 创新突破点4:构建了基于不同污染源及不同传输途径的大气污染源解析方法,通过气溶胶质量谱和元素分析等技术手段,成功实现了对多种污染源的解析,包括排放源和非排放源,有效地提高了大气污染源的识别能力,对于制定针对不同污染源的减排措施具有重要意义。
 
该项目的技术成果已经在珠三角地区多个城市和园区进行了应用和示范,取得了良好的社会效益和经济效益。除此之外,项目的(1)技术成熟程度高。该项目的技术成果经过了多年的研究开发和实际验证,已经达到了国内领先,具有较强的可靠性和稳定性。该项目的技术成果已经形成了一套完整的软件系统,可以满足不同场景和需求的应用。(2)适用范围广。该项目的技术成果可以应用于珠三角地区以及其他类似地区的大气污染防治工作,为二次污染物的监测、诊断、溯源、预报、防控和管理提供了有效的技术手段和解决方案。该项目的技术成果也可以为其他相关领域提供参考和借鉴,如交通管理、环境监管、城市规划等。(3)安全性高。该项目的技术成果在设计和开发过程中采取了多种措施保障数据安全。该项目的技术成果在应用过程中也遵循了相关法律法规。
 登记号:  
 登记日期:  2024/11/15
 研究起止时间:  2019-07-01至2022-06-30
 成果应用行业:  科学研究、技术服务和地质勘查业
 高新科技领域:  环境保护
 学科分类:  
 鉴定单位:  广东省科学技术厅
 评价日期:  2023/3/15
 登记办理状态:  公示中
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