长三角地区秸秆焚烧所引起的黑碳气溶胶排放及环境影响研究

长江三角洲地区是以上海为龙头的苏浙经济带，由江浙沪毗邻地区的25个城市组成，也称“泛长三角”，该地区是重要的农产品商品基地，种植业占主导地位。每年产生大量秸秆，秸秆的大面积露天焚烧造成严重的空气污染，已成为区域性问题。依据国内外文献调研，目前还缺乏专门针对该地区农作物秸秆燃烧黑碳排放的研究。因此，本研究针对长江三角洲地区的25个城市，利用精确到各县市的农作物产量资料、主要农作物草谷比、各地区秸秆焚烧比例，黒碳排放因子，估算研究区域内秸秆露天焚烧量，对秸秆焚烧引起的黑碳排放量进行了估算，分析了秸秆焚烧量、黑碳排放量的时空分布，在此基础上，分析MODIS火点与空气污染指数（API）时空分布的相关性，评估秸秆焚烧对区域环境质量的影响。文章首先针对长三角地区两省一市的种植结构，对水稻、小麦、玉米等主要农作物的产量进行统计，利用主要农作物的草谷比有区别、分主次进行统计，得出不同地区秸秆理论资源量，依据各地经济水平和农民收入情况等因素计算得出秸秆焚烧比例，进而得出不同地区秸秆露天焚烧量，根据排放因子，得出黑碳气溶胶排放量。通过本研究的估算，长三角地区2010年秸秆理论资源量为5278万吨，焚烧量为961.7万吨，占秸秆总量的19%。与同类文献比较统计结果偏低。秸秆焚烧存在明显的区域性，主要焚烧区域在江苏省，尤其是江苏北部地区。然后，结合2010年6月麦收期间长三角地区的MODIS火点数据，进行火点时空演变规律的分析，结果表明小麦收获期间区域内共存在682个火点，涉及53个江苏的县市和15个浙江县市，火点分布面积很大，火点分布比较集中，主要分布在苏北地区。火点的分布跟行政边界的划分和地方政府的监管力度有关。火点的演变规律与江苏省小麦收获期完全吻合。最后，结合2010年麦收期间江苏省内28个常规空气监测站的API数据，分析了火点与API分布的关联性，结果表明火点密集区和API高值区在空间移动上有很好的一致性，表明污染指数中，秸秆焚烧的贡献比例很大。而且，近地面的静稳天气，有利于污染物的积累，加重污染状况。