CN103927461B - 一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法。包括：港口排放模块(含货物储运、港作设施和集疏运三个分模块及数据库)、船舶排放模块(含巡航、靠离泊和作业施工三个分模块及数据库)和运营情景(含减排对策)动态组合模块及数据库，用于计算进出及途经港口的沿海和内河船舶经过巡航、靠离泊和/或作业，以及港口货物装卸储运及集疏运设施在相同或相近的时间和空间以不同的工况和方式向大气排放常规特征空气污染物(主要为PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2等)的单一和叠加累积排放清单，为相关部门的港口和船舶节能减排方案以及港口的调结构、转方式绿色交通发展规划的设计与决策提供可靠的数据支撑，达到空气污染防治及碳排放控制和改善港口空气质量、应对气候变化的目标。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法，它能帮助相关人员将港口和船舶的运行状态按不同的节能减排对策进行情景组合，通过对应的空气污染物排放量计算公式及参数，动态组建排放清单，进而为相关部门的节能减排方案设计与决策提供可靠的数据支撑，属于环境保护及空气污染防治技术领域。
(二)背景技术
随着我国经济的快速发展，航运及物流业也取得了长足进步。根据相关统计，截至2011年底，全国拥有远洋、近海、内河水上运输船舶17.92万艘，同比增长0.5％；净载重量21264.32万吨，同比增长17.9％；全国港口完成货物吞吐量100.41亿吨，其中，沿海63.60亿吨，内河36.81亿吨，同比增长12.4％；全国港口完成旅客吞吐量1.94亿人，其中，沿海0.80亿人，内河1.14亿人，同比增长9.8％；全国生产用码头泊位31968个，货物吞吐量超过亿吨的港口26个，其中，沿海17个，内河9个。
船舶和港口空气污染物的排放主要来自于船舶航行中以及进出港、靠离泊、锚泊时的船舶发动机尾气、进出港车辆发动机尾气、以燃油为动力的装卸运输机械尾气、煤炭矿石等干散货在装卸储运过程中的产尘、石油及化工品等液体散货在装卸储运过程中的有毒有害气体及其光化学反应二次产物、码头施工扬尘等，其特征污染物主要包括：NOx、SOx、VOCs、液体化工蒸汽、NO2、SO2、CH4、CO、CO2、O3、TSP、PM10、PM2.5等，对港口及沿岸空气环境带来不利影响。
上述污染物中，包含了中华人民共和国国家标准GB 3095-2012《环境空气质量标准》环境空气污染物基本项目浓度限值的全部污染物项目，即：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、颗粒物(粒径小于等于10μm，也称可吸入颗粒物、PM10)、颗粒物(粒径小于等于2.5μm，也称细颗粒物、PM2.5)，也包含了国际海事组织(IMO)《经1978年议定书修订的1973年国际防止船舶造成污染公约》之附则VI——《防止船舶造成大气污染规则》中限制船舶柴油机排放的大气污染物：氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)，以及有排放控制要求的挥发性有机化合物(VOCs)、有能效设计指数和营运指标管理要求的表征船舶固有及营运排放水平的温室气体(CO2)。不同的港口和船舶节能减排对策及其组合，对上述空气污染物排放量的控制及减排效果不尽相同，社会环境经济效益也有所差异。清晰地计算不同的减排对策组合情景下的污染物排放清单，可以为节能减排方案的设计与决策提供可靠的数据支撑，是科学化指导航运发展转型和制定空气污染物排放防治对策的关键支撑技术。
港口和船舶的节能减排包括了多项技术及对策，旨在尽可能预防和减缓空气污染物及温室气体排放的污染损害影响。
就港口而言，大多建设有专业化的集装箱、干散货、液体散货、客运、件杂货通用码头以及配套的集疏运系统，装卸运输设备动力“油改电”、靠泊船舶动力接“岸电”可以极大地减少码头船岸运输设施各类空气污染物的排放，石油和液体化学品散装储运过程中的油气及化学品蒸汽的净化和回收装置可显著地降低VOCs及其光化学反应二次产物O3、PM2.5的排放，集装箱水水中转和铁水联运可有效减缓路水联运中重型柴油机卡车的各类空气污染物排放，干散货码头粉尘综合防治技术则可有效抑制煤炭、矿石装卸储运中的产尘，明显降低PM10和PM2.5的排放。
就船舶而言，货物运输船型主要包括：散货船、气体运输船、液货船、集装箱船、杂货船、冷藏船、兼用船、滚装货船、车辆运输船、客船、客滚船等11种，IMO附则VI要求凡载重400总吨及以上的国际航行船舶，其船舶能效设计指数和营运指标应达到相应的衡准要求，这将显著地发展船舶动力主机和推进器及优化船舶的设计、建造和营运来提高船舶航行中的能源利用效率，大幅降低国际海运中的CO2等碳排放水平。IMO附则VI同时还提出了限制船舶柴油机排放NOx和SOx的分阶段控制指标，催促国际航行船舶采用更清洁的能源(低硫油、LNG)，以及安装对柴油发动机尾气加以催化的净化装置(SCR技术)，达到满足排放控制要求的目标。对于非国际航行的各类沿海、内河货物运输船舶及港作船舶，也需要制定低硫油标准和排放控制要求，并配套提供清洁能源供应及尾气净化装置，来降低各类污染物的排放。采用新型热气推进和涡轮增效技术、低速航行技术也是实践中可行的减少排放对策。
国际上发达国家及我国香港对排放清单已有不少研究，国内也有学者开展了单个港口排放清单的研究，但是适合我国具体国情及现行水运统计报表的船舶和港口空气污染物排放清单研究尚属空白，尤其缺乏能动态组合不同排放控制对策的排放清单计算方法，单凭一些零散的柴油发动机排放公式难以满足系统、全面、实用地反映港口和船舶空气污染物排放状况的需求，并且现有的林业温室气体碳排放清单计算方法的发明专利也完全不适用于船舶和港口的碳排放工况，急需相关发明来填补空白。
(三)发明内容
(1)发明目的
本发明的目的是提供一种利用我国水运统计报表动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法，填补单凭一些零散的柴油发动机排放公式难以达到系统、全面、实用地反映港口和船舶空气污染物排放状况，而现有的林业温室气体碳排放清单计算方法专利不适用于船舶和港口的碳排放工况的技术空白。该套计算方法可根据中国港口和船舶的具体情况和我国现行水运统计报表，以及航运及物流业的转型升级发展状况，帮助相关人员将港口和船舶的运行状态按不同的节能减排对策进行情景组合，通过对应的空气污染物排放量计算公式及参数，动态组建排放清单，进而为相关部门的港口和船舶节能减排方案以及港口的调结构、转方式绿色交通发展规划的设计与决策提供可靠的数据支撑，达到空气污染防治及碳排放控制和改善港口空气质量、应对气候变化的目标。
(2)技术方案
本发明一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法，包括港口排放模块(含货物储运、港作设施和集疏运三个分模块及数据库)、船舶排放模块(含巡航、靠离泊和作业施工三个分模块及数据库)和运营情景动态组合模块及数据库，它们相互之间的关系是：进出港口的船舶经过巡航、靠离泊和/或作业，与港口装卸储运及集疏运设施在相同或相近的时间和空间以不同的工况和方式向大气排放常规特征空气污染物，这些在同一区域的来自不同污染源的相同污染物(PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2等)经过叠加及传输扩散，对该区域的空气环境质量构成一定程度的影响及危害，为了计算大气污染物的排放量，运营情景动态组合模块(A)统一确定船舶和港口的运输状况、动力、燃料的供给、储运装备和集疏运系统的节能减排对策，作为港口排放模块和船舶排放模块计算动态排放清单时的运营状态参数的输入，并将各模块的计算成果按照相应的情景进行组合和叠加计算，给出相应的排放清单；港口排放模块(B)中的货物储运分模块(B1)细分为干散货分模块(B1-1)和液体散货分模块(B1-2)，B1-1根据干散货(煤炭、矿石等)的装卸储运量和相关设施的减排对策、当地气象条件计算和存储PM10、PM2.5的排放量，B1-2根据液体散货(石油、化工品等)的装卸储运量和相关设施的减排对策、当地气象条件计算VOCs的排放量及其发生光化学反应后O3、PM2.5的生成量；B模块中的港作设施分模块(B2)用于根据港作机械和车辆的数量、功率或吞吐量、耗油量等信息计算PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放量，其中的B2-1、B2-2分模块分别完成港作机械排放量和港作车辆排放量的计算和存储；港口集疏运分模块(C)由水水中转分模块(C1)、铁水联运分模块(C2)、路水联运分模块(C3)和管道输送分模块(C4)组成，分别计算港口所在区域水水联运、铁水联运、路水联运和管道输送四种集疏运方式的PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放量；船舶排放模块(D)根据不同类型船舶在港口内、外一定区域内航行及停泊的船舶艘次、平均单船总吨位、平均单船运距、航速、停泊时间、燃料质量，计算发动机主机、副机和锅炉尾气中PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，D模块中的巡航分模块(D1)、靠离泊分模块(D2)、作业施工分模块(D3)分别完成港外巡航、港内巡航及靠离停(锚)泊、作业和施工期间排放量的计算和存储，D2分模块又细分为靠泊分模块(D2-1)、离泊分模块(D2-2)、停泊分模块(D2-3)和锚泊分模块(D2-4)。由以上各项分模块构架的该计算方法的模块系统组成示意图，见图1所示。
所述运营情景动态组合模块(A)将沿海船舶按吨级分为七级(99总吨及以下、100～499总吨、500～999总吨、1000～2999总吨、3000～9999总吨、10000～49999总吨、50000总吨及以上)、按运输种类分为九类(油船、液化气船、散装化学品船、散货船、集装箱船、滚装船、其他货船、顶推船拖轮、非运输船)，将内河船舶按吨级分为五等(一等约2000总吨、二等约1000总吨、三等约500总吨、四等约100总吨、五等约20总吨)，依据统计报表和发展规划设定本国及外籍船舶在一定时期内进、出特定港口的数量、发动机功率、总吨位、总载重吨、货运量，以及特定港口的分货种吞吐量(石油、LNG、液体散货、煤炭、矿石、集装箱等)、本国各省水运周转量，再结合当地空气污染防治的实际状况和国家及地方的防治对策目标要求，设定港口、船舶以及集疏运空气污染防治的具体对策(煤炭矿石码头粉尘防治(MB1-1)、石油及液体散货码头蒸气回收(MB1-2)、港作机械油改电(MB2-1)、港作车辆油改气(MB2-2)、增加水水中转(MC2-1)、铁水联运(MC2-2)、管道输送(MC2-4)的份额、路水联运油改气(MC2-3)、船舶发动机加装尾气净化装置(MD1-1)、船舶进出港减速行驶(MD1-2)、内河及沿海短途船舶使用LNG燃料(MD1-3)、设定船舶排放控制区(MD1-4)、船舶进出港及泊港采用低硫油(MD2-1)、靠泊船舶使用岸电(MD2-3)、作业和施工船舶减排对策(MD3))，形成动态的运营情景及其组合，输送至相应的分模块计算排放清单，再加以相同污染物排放量的叠加累积，形成代表性运营情景的排放清单。该动态组合模块的空气污染防治对策与各项分项排放模块的关联性示意图，见图2所示。
所述港口排放模块B由货物储运B1、港作设施B2和集疏运C三个分模块组成，其中的货物储运分模块B1包括干散货分模块B1-1和液体散货分模块B1-2，所述干散货分模块B1-1首先按照散货堆场料堆起尘公式(式B1-1-1～式B1-1-5)、装卸作业起尘公式(式B1-1-6～式B1-1-8)和港区道路二次扬尘起尘公式(式B1-1-9)分别计算并存储特定港区堆取料作业、火车卸货、皮带机输送及转接、装船及卸船作业、汽车卸车及装车作业、道路扬尘的PM10和PM2.5起尘量；所述液体散货分模块B1-2首先按照式B1-2-1～式B1-2-7分别计算并存储特定港区管路和阀门漏散、固定罐注油大呼吸、浮顶罐抽/注油损失、固定罐升温小呼吸、内浮顶罐静止储油损失、外浮顶罐静止储油损失、装车船逸散的VOCs排放量，然后根据研究试验获得的光化学反应生成量函数(式B1-2-8～式B1-2-9)计算并存储该特定港区O3和PM2.5的排放量；所述港作设施分模块B2由港作机械分模块B2-1和港作车辆分模块B2-2组成，根据干散货、液体散货、集装箱、其他货物码头的港作机械和车辆的数量、功率、燃油质量、作业时间或燃油消耗量、耗电量，按照式B2-1～式B2-3分别计算并存储PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放量，其中根据耗电量计算并存储的排放清单为异地排放贡献量；港口集疏运分模块C根据港口干散货、液体散货、集装箱、其他货物的水水联运、铁水联运、路水联运和管道输送的集疏运比例及总量，按照式C2-1～C2-2计算并存储港区及附近范围内不同集疏运方式的集疏运设施数量和运输时间，然后参照式B2-1～式B2-3分别计算并存储港口城市内的集疏运PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放量，其中根据耗电量计算并存储的排放清单为异地排放贡献量。
所述船舶排放模块D由巡航D1、靠离泊D2和作业施工D3三个分模块组成，每个分模块按照船舶主机、副机、锅炉排放公式(式D-1～式D-9)，并采用各自适合的计算参数，分别计算并存储特定港区进出港船舶在港外一定区域(港外平均运距)巡航、港内区域(港内平均运距)巡航、靠泊、离泊、停泊、待泊、施工船舶作业、以及途经其他港口附近区域期间的PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，其中根据耗电量计算并存储的排放清单为异地排放贡献量。
所述干散货分模块B1-1的计算方法是：
第1步，计算料堆风蚀过程中的TSP、PM10和PM2.5起尘量，具体步骤为：(1)获得料堆的干散货货种，并根据货种特性确定相应的起尘量调节系数B货种和由货种比重决定的阈值摩擦风速调节系数C货种，获得货种的含水量w(％)；(2)确定第i级粒径(Di，TSP为100μm，PM10为10μm，PM2.5为2.5μm)的物料重量分数并按式B1-1-1计算起尘因子按照式B1-1-2计算阈值摩擦风速(即起尘临界摩擦风速，低于此值时被认为不起尘)(3)获得特定港口干散货码头料堆表面积S堆垛(m2)和料堆高度z0(m)，以及抑尘措施减排系数B措施；(4)收集特定港口全年第j次扰动期间观测高度为z的最大地面风速uj，z(m/s)，按式B1-1-3计算全年第j次扰动期间最大风速时的摩擦风速式中κ为沃卡门常数；(5)按式B1-1-4计算当地全年第j次扰动期间最大风速下第i级粒径的风蚀潜势(6)按式B1-1-5计算料堆风蚀起尘中第i级粒径(TSP、PM10、PM2.5)年排放量(g/a)。
第2步，计算干散货装卸作业中的TSP、PM10和PM2.5起尘量，具体步骤为：(1)获得干散货货种，并根据货种特性确定相应的起尘量调节系数A货种，起尘的粒径分布系数β、n，获得货种的含水量W(％)；(2)获得第k种装卸作业方式(堆取料、火车卸货及装车、皮带机输送及转接、装船及卸船、汽车卸车及装车等)的装卸量Mk(t/a)、装卸落差Hk(m)、起尘系数αk和抑尘措施减排系数(3)按照式B1-1-6计算第i级粒径(Di，TSP为100μm、PM10为10μm，PM2.5为2.5μm)的粒子累积重量分数Ri以及其临近粒径Di+1粒子累积重量分数Ri+1，再按照式B1-1-7计算第i级粒径粉尘重量分数(4)收集特定港口的平均风速U(m/s)，按照式B1-1-8计算第i级粒径粉尘(TSP、PM10、PM2.5)在装卸作业中的年起尘量
ΔRDi＝Ri+1-Ri 式B1-1-7
第3步，计算干散货港区道路二次扬尘中的TSP、PM10和PM2.5起尘量，具体步骤为：(1)获得干散货港区道路面积S道路(km2)和道路二次扬尘起尘系数k道路(g/a·km2)、抑尘措施减排系数D措施；(2)类似于第2步(3)获得干散货港区第i级粒径粉尘的重量分数(3)按照式B1-1-9计算第i级粒径粉尘(TSP、PM10、PM2.5)在港区道路二次扬尘中的年起尘量Q道路，Di(g/a)。
所述液体散货分模块B1-2的计算方法是：
第1步，计算液体散货码头VOCs排放量，具体步骤为：(1)获得液体散货的货种，确定该货种的比重Wd(T/m3)、饱和蒸气压Pd(psia)、雷德蒸气压Ld(kg/cm2)、理化特性参数K1-5、装船量Wt(t)、VOCs平均分子量Mv；(2)获得液体散货码头的装卸速率Ve(kl/h)、储罐容量V0(m3)、储罐直径Dt(m)、操作扰动系数Ke、储罐颜色日光吸收参数Kf、各类密封系数Ka-d；(3)获得码头所在区域逐月或分季节的气温T(℃)、风速Wv(km/h)、大气压Pr(psia)，确定相应的季节影响系数Ks和温度影响参数Kt，按式B1-2-0计算气压参数Pp；(4)获得液体散货码头的阀门泵站、固定罐、浮顶罐、泊位、装车站的数量及规模，按式B1-2-1～式B1-2-7分别计算不同运营工况下管路和阀门漏散Q1、固定罐注油大呼吸Q2、浮顶罐抽/注油损失Q3、固定罐升温小呼吸Q4、内浮顶罐静止储油损失Q5、外浮顶罐静止储油损失Q6、装车船逸散Q7的VOCs排放源强Q1-7(kg/h)；(5)对计算结果进行汇总。该液体散货分模块针对石油码头无作业、装船、装火车、装汽车、卸船、卸火车运营工况下的空气污染源动态组合模型说明图，见图3所示。
Pp＝(Pd/Pr)/(1+sqr(1-Pd/Pr))2 式B1-2-0
Q1＝Ks×Ka×K3×Pd×Ve 式B1-2-1
Q2＝Ks×Kt×Kf×K2×(1+0.16×Ld)×EXP(0.039×T)×Mv×Ve 式B1-2-2
Q3＝Ks×K5×4×Mv×Ve/Wd/Dt/22.4 式B1-2-3
Q4＝Ks×Kt×K1×K2×V0 2/3×EXP(0.039×T)×Mv 式B1-2-4
Q5＝Ks×K4×Pp×Kb×Kf×Kt×Dt×Mv 式B1-2-5
Q6＝Ks×K4×Pp×Kc×Kf×Kt×Wv Kd×Dt×Mv 式B1-2-6
Q7＝Ks×K3×Ke×Pd×Wt 式B1-2-7
第2步，计算液体散货码头VOCs光化学反应产物O3和PM2.5等空气污染物的生成量，具体步骤为：(1)获得特定液体散货码头VOCs排放速率QVOCs(g/s)和光化学反应O3生成系数(2)按照式B1-2-8计算O3生成速率(3)获得第p种光化学反应物或产物的反应平衡系数k′p、光化学反应VOCs消耗速率Q′VOCs(g/s)；(4)按照式B1-2-9计算第P种光化学反应物消耗速率或产物生成速率Q′P(g/s)；(5)按照码头所在区域光照时间计算第p种光化学反应物消耗量或产物生成量。
所述港作设施分模块B2和港口集疏运分模块C的计算方法是：
第1步，计算燃油港作设施和港口集疏运设施的PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物排放量，具体步骤为：(1)逐一获得i种港作设施、港口集疏运设施的发动机额定功率HPi(kw)、负载因子(平均负荷与最大负荷的比值)LFi、工作时间Acti(h)、含硫量，或燃油消耗量Ci(L/a)、单位距离耗油量及移动距离Li(km/a)、单位工作时间耗油量；(2)相应获得i种港作、集疏运设施第p种空气污染物排放因子EFi，p(g/L或g/km或g/h)；(3)按照式B2-1计算已知燃油消耗量的港作设施、港口集疏运设施第p种空气污染物排放量HEp(t/a)，按照式B2-2计算其他燃油设施的空气污染物排放量。
第2步，计算燃气港作设施和港口集疏运设施的PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物排放量，具体步骤为：(1)逐一获得i种港作设施、港口集疏运设施的燃气消耗量Ci(L/a)、单位距离耗气量及移动距离Li(km/a)、单位工作时间耗气量；(2)相应获得i种港作、集疏运设施第p种空气污染物排放因子EFi，p(g/L或g/km或g/h)；(3)按照式B2-1计算燃气港作设施、港口集疏运设施第p种空气污染物排放量HEp(t/a)。
第3步，计算耗电港作设施和港口集疏运设施的PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的异地排放量，具体步骤为：(1)获得耗电港作设施和集疏运设施第p种空气污染物排放因子CEFp(g/h)；(2)按照式B2-3计算耗电设施第p种空气污染物异地排放量CEp(t/a)。
第4步，计算不同货物、不同港口集疏运方式的空气污染物排放量，具体步骤为：(1)分别获得第j种货物第k种集疏运方式的比例Rj，k、单位设施运输量(t/个或TEU/个)、集疏运距离Dj，k(km)、速度Vj，k(km/h)；(2)获得第j种货物的船舶运输量Wj(t/a或TEU/a)，按照式C2-1计算第j种货物第k种集疏运方式的设施数量Nj，k(个/a)，按照式C2-2计算第j种货物第k种集疏运方式的集疏运设施工作时间；(3)按照第一、二、三步的计算方法进一步计算第j种货物第k种集疏运方式第p种空气污染物本港或异地排放量。
HEp＝∑iEFi，p×Ci×10-6 式B2-1
HEp＝∑iHPi×Acti×LFi×EFi，p×10-6 式B2-2
CEp＝∑iHPi×Acti×LFi×CEFp×10-6 式B2-3
Actj，k＝Dj，k×Vj，k 式C2-2
所述船舶排放模块D的计算方法是：
第1步，计算沿海船舶进出港PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，具体步骤为：(1)获得第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定港口k的o类船型(油船、液化气船、散装化学品船、散货船、集装箱船、滚装船、其他货船、顶推船拖轮、非运输船)、i种吨级(99总吨及以下、100～499总吨、500～999总吨、1000～2999总吨、3000～9999总吨、10000～49999总吨、50000总吨及以上)的船舶数量及总吨位，并据此分别计算出该k港口的第o类船型、第i级吨级的单船平均吨位(2)获得第o种船型的单船吨位与第q种船上燃油设备(主机、副机、锅炉)功率的统计回归线性函数斜率和截距aq，o，bq，o，按照式D-1分别计算第o种船型、第i级吨级船舶的发动机主机、副机和锅炉平均额定功率(3)获得第o类船型、第i级吨级船舶的主机、副机、锅炉负载因子(平均负荷与最大负荷的比值)LFq，o；(4)获得该k港口的第o类船型、第i级吨级船舶在进出港时的港外、港内巡航平均运距以及第o类船型、第i级吨级船舶在港外、港内巡航的平均航速 并按照式D-2分别计算该k港口的第o类船型、第i级吨级的船舶进出港时在港外、港内巡航的平均航行时间 再获得该k港口的第o类船型、第i级吨级的船舶其他第r种工况(靠泊、离泊、停泊、待泊及施工作业)中的工作时间(5)获得第o类船型、第i级吨级船舶的主机、副机、锅炉在巡航、靠泊、离泊、停泊、待泊及施工作业时第p种污染物的排放因子EFq，i，o，r(g/kwh或g/kg燃油)，以及第p种污染物的控制因子(使用减排措施后的削减系数)(6)获得第p种污染物燃油修正系数FCFp，按照式D-3计算第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定港口k沿海船舶尾气中第p种污染物的排放量(7)将第n个地区m省一定时间段内进、出各港口的沿海船舶尾气中第p种污染物的计算排放量加合，便可得到该省的沿海船舶进出港第p种空气污染物排放量，将某一地区或整个国家相关省的沿海船舶进出港第p种空气污染物排放量加合，便可得到某一地区或整个国家的沿海船舶进出港第p种空气污染物排放量。
第2步，计算内河船舶运输PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，具体步骤为：(1)获得第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定内河港口k的j种吨级(一等约2000总吨、二等约1000总吨、三等约500总吨、四等约100总吨、五等约20总吨)的船舶数量及总吨位，并据此分别计算进出该k内河港口的第j级吨级的单船平均吨位(2)获得内河船舶的单船吨位与第q种船上燃油设备(主机、副机)功率的统计回归二次函数参数Aq，Bq，Cq，按照式D-4分别计算第j种船型发动机主机和副机的平均额定功率(3)获得第j级船型主机和副机负载因子(平均负荷与最大负荷的比值)LFq，j；(4)获得该k港口的第j级吨级的船舶进出港时在港外、港内巡航的平均运距以及第j级吨级的船舶在港外、港内巡航的平均航速并按照式D-5分别计算进出该k港口的第j级吨级船舶在港外、港内巡航的平均航行时间 再获得该k港口第j级吨级船舶在其他r种工况(靠泊、离泊、停泊、待泊、施工作业)中的工作时间(5)获得船舶主机、副机在巡航、靠泊、离泊、停泊、待泊及施工作业时第p种污染物的排放因子EFq，j，r(g/kwh或g/kg燃油)，以及第p种污染物的控制因子(使用减排措施后的削减系数)(6)获得第p种污染物燃油修正系数FCFp，按照式D-6计算第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定港口k的内河船舶尾气中的第p种污染物排放量(7)将第n个地区m省一定时间段内进、出各内河港口的内河船舶尾气中第p种污染物的排放量加合，便可得到该省的内河船舶进出港第p种污染物排放量，将某一地区或整个国家相关省的内河船舶进出港第p种污染物排放量加合，便可得到某一地区或整个国家的内河船舶进出港第p种污染物排放量。
第3步，计算沿海船舶途径其他港口附近区域时PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，具体步骤为：(1)获得第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定沿海港口k的o类船型、i种吨级的国内船舶总载重量FA1i，o，k，m，n(t)，以及港外、港内巡航的平均运距并根据式D-7计算出第n个地区m省的国内船舶港外、港内巡航的货运周转量TFTm，n海港(t.km)；(2)获得第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定内河港口k的j种吨级的船舶总载重量FA2j，k，m，n，以及港外、港内巡航的平均运距并按照式D-8计算出第n个地区m省的内河船舶港外、港内巡航的货运周转量TFTm，n内河(t.km)；(3)获得第n个地区m省一定时间段内国内船舶实际完成的货运周转量TFTm，n(t.km)，减去该省沿海和内河船舶进出港完成的货运周转量TFTm，n海港和TFTm，n内河后，得到沿海船舶途径其他港口完成的货运周转量TFTm，n海途(t.km)，如果出现负值，则适当缩小相关省和地区港外巡航的平均运距，使负值变为零；(4)按照式D-9计算第n个地区m省一定时间段内前往或离开某一特定沿海港口k的o类船型、i种吨级的国内船舶途经其他港口附近区域时的平均运距(5)重复第1步中的相关计算步骤，计算出第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定港口k的沿海船舶在途径某一其他港口附近区域时尾气中第p种污染物的排放量以及相应的第n个地区m省的加合排放量。
第4步，将前3步第n个地区m省一定时间段内沿海和内河港口的船舶尾气中第p种污染物的排放量加合，可获得某一省、地区或全国第p种污染物的总计排放量。
(3)优点和功效
本发明的优点是系统化地创建了船舶和港口空气污染物各主要排放源的排放清单计算模块，包括了船舶航行中以及进出港、靠离泊、锚泊时的船舶发动机尾气、进出港车辆发动机尾气、以燃油为动力的装卸运输机械尾气、煤炭矿石等干散货在装卸储运过程中的产尘、石油及化工品等液体散货在装卸储运过程中的有毒有害气体及其光化学反应二次产物、码头施工扬尘等，可以清晰地计算不同地区、港口、不同运输规模、不同减排对策的组合情景下NOx、SOx、VOCs、CH4、CO、CO2、O3、PM10、PM2.5等大气污染物和温室气体的分类及累积排放清单，为节能减排方案的设计与决策提供可靠数据支撑，是科学化指导航运发展转型和制定空气污染物排放防治对策的关键支撑技术。
本发明扭转了单凭一些零散的柴油发动机排放公式难以满足系统、全面、实用地反映港口和船舶空气污染物排放状况需求的被动、落后局面，填补了水运行业温室气体碳排放清单计算方法的空白。
(四)附图说明
图1：港口和船舶动态排放清单计算方法模块系统组成示意图
图2：动态组合模块空气污染防治对策与分项排放模块关联性示意图
图3：石油码头污染源分布动态模型说明图
图4：上海港沿海和内河船舶进出港以及港区作业排放清单
图5：全国各水运省内河船舶排放清单计算结果
图6：各地沿海、内河船舶进出港、途经船舶平均运距确定图
图7：各港口密集区沿海船舶减排对策NOx减排量计算结果
(五)具体实施方式
本发明一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法，包括港口排放模块(含货物储运、港作设施和集疏运三个分模块)、船舶排放模块(含巡航、靠离泊和作业施工三个分模块)和运营情景动态组合模块，它们相互之间的关系是：进出港口的船舶经过巡航、靠离泊和/或作业，与港口装卸储运及集疏运设施在相同或相近的时间和空间以不同的工况和方式向大气排放常规特征空气污染物，这些在同一区域的来自不同污染源的相同污染物(PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2等)经过叠加及传输扩散，对该区域的空气环境质量构成一定程度的影响及危害。
为了计算大气污染物的排放量，运营情景动态组合模块(A)统一确定船舶和港口的运输状况、动力、燃料的供给、储运装备和集疏运系统的节能减排对策，如：2012年、2013年全国各省水运货物周转量、各主要港口分类货物吞吐量、进出各主要港口各类各级沿海及内河船舶的数量、吨级、载重吨、燃油质量、代表性港口能源消耗量、港口集疏运和节能减排状况等，作为港口排放模块和船舶排放模块计算动态排放清单时的运营状态参数的输入，并将各模块的计算成果按照相应的情景进行组合和叠加计算，给出相应的排放清单。
所述港口排放模块B中的货物储运分模块B1包括干散货分模块B1-1和液体散货分模块B1-2，以天津港散货物流中心为例，所述干散货分模块B1-1首先按照散货堆场料堆起尘公式(式B1-1-1～式B1-1-5)料堆风蚀过程中的PM10和PM2.5起尘量，散货料堆的平均堆高为3～10m，单个堆垛的表面积约为4498m2，煤炭、焦炭和矿石的料堆数量分别为230、160和50堆，堆存时间分别为5、6、30天，扰动次数分别为73、61、12次，我国山西小窑煤和西大滩块煤的粒径分布函数系数β分别为0.00260、0.00013，n分别为0.68、0.87。春夏秋冬季节平均风速的取值参考了实测资料的统计分析结果，分别为5.67、4.21、6.06、6.98m/s，含水量在5％的不同货种起尘量调节系数及分季节粉尘(TSP)排放系数计算结果参见表1，从中看，夏季各货种起尘量均较小，块矿在各季节的起尘量也较小，而其它季节和货种的起尘均较大，冬季起尘量明显高于其它季节。根据粒径分布函数系数和分货种料堆表面积计算的TSP、PM10、PM2.5全年排放清单参见表2。
表1 不同货种料堆起尘量调节系数及分季节TSP排放系数(g/m2)
表2 不同货种料堆粉尘(TSP、PM10、PM2.5)排放清单(t/a)
| 污染物 | 块煤 | 小窑煤 | 块炭 | 焦粉 | 块矿 | 矿粉 | 汇总 |
| TSP | 2030.54 | 9272.66 | 201.13 | 2338.70 | 0.02 | 80.63 | 13923.69 |
| PM10 | 275.62 | 2031.13 | 27.30 | 512.28 | 0.16 | 17.66 | 2864.14 |
| PM2.5 | 69.91 | 319.25 | 3.27 | 80.52 | 0.0003 | 2.78 | 475.72 |
所述干散货分模块B1-1按照装卸作业起尘公式(式B1-1-6～式B1-1-8)和港区道路二次扬尘起尘公式(式B1-1-9)分别计算并存储特定港区堆取料作业、火车卸货、皮带机输送及转接、装船及卸船作业、汽车卸车及装车作业、道路扬尘的TSP、PM10和PM2.5起尘量，其中，根据交在秦皇岛港的现场采样和实验室分析，煤尘粒径分布函数的分布系数β为0.000593，n为1.727，不同装卸作业方式起尘系数和出入库量达到1.6亿吨时的粉尘TSP排放清单参见表3。根据现场观测，干散货港区主干线已采取了喷洒水、人工清扫、加强管理等比较有效的防尘措施，支干线采取了一定的人工清扫、加强管理等措施，货场道路未采取有效粉尘控制措施，各种道路在不同作业状态下的粉尘控制效果、排放源强、排放量清单参见表4，该港区综合各类干散货排放源的PM2.5排放量为1395t/a。
表3 不同装卸作业方式起尘系数和粉尘排放清单(t/a)
表4 各种道路在不同作业状态下的粉尘排放清单
所述液体散货分模块B1-2首先按照式B1-2-1～式B1-2-7分别计算并存储特定港区不同工况条件下管路和阀门漏散、固定罐注油大呼吸、浮顶罐抽/注油损失、固定罐升温小呼吸、内浮顶罐静止储油损失、外浮顶罐静止储油损失、装车船逸散的VOCs排放量，以珠海港石油码头及库区为例，年吞吐量为3000万吨，配套建设25万吨级、5万吨级码头各1座、2万吨级码头3座、装车站1座，VOCs排放源强计算工况条件参见表5，年平均温度22℃，不同季节源排放清单参见表6；然后根据研究试验获得的光化学反应生成量函数(式B1-2-8～式B1-2-9)及反应平衡系数(表7)，计算并存储该特定港区O3和PM2.5的排放量，港口群区域各港口2012年VOCs排放量及PM2.5二次产物发生量汇总见表8。
表5 典型石油码头及库区VOCs排放工况
表6 典型石油码头及库区不同季节VOCs排放清单单位：t
表7 石油码头及库区VOCs光化学反应平衡系数
| 光化学反应物Pi | VOCs | NO2 | O3 | 醛、酮 | NO | PANs | PM2.5 |
| 分子量 | 114 | 48 | 48 | 143 | 30 | 205 | |
| 光化学反应克分子数 | 10 | 4 | 2 | 2 | 4 | 3 | 5 |
| 光化学反应平衡系数k′p | 1 | 0.168 | 0.084 | 0.251 | 0.105 | 0.539 | 0.790 |
表8 港口群区域VOCs排放量及PM2.5二次产物发生量(t/a)
所述港作设施分模块B2由港作机械分模块B2-1和港作车辆分模块B2-2组成，以上海港洋山深水港区某吞吐量500万TEU的集装箱码头为例，根据该码头港作机械的数量、功率、作业时间、港作车辆的燃油质量、燃油消耗量、集装箱路水集疏运量，按照式B2-1～式B2-3分别计算并存储港作机械及车辆和路水集疏运PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放清单，详见表9，根据该排放清单以及其他集装箱港区的吞吐量和集疏运状况，可以类比出其空气污染物的排放清单，以上海港为例，2012年集装箱年吞吐量3253万TEU，PM2.5、NOx、VOCs、CO的年排放量分别为5191、48269、13863、22831t/a。
表9 集装箱吞吐量500万TEU港区空气污染物排放清单
港口集疏运分模块C根据港口干散货、液体散货、集装箱、其他货物的水水联运、铁水联运、路水联运和管道输送的集疏运比例及总量，按照式C2-1～C2-2计算并存储港区及附近范围内不同集疏运方式的集疏运设施数量和运输时间，然后参照式B2-1～式B2-3分别计算并存储港口城市内的集疏运PM2.5、NOx、VOCs、CO等空气污染物的排放量，其中根据耗电量计算并存储的排放清单为异地排放贡献量。
所述船舶排放模块D由巡航D1、靠离泊D2和作业施工D3三个分模块组成，每个分模块按照船舶主机、副机、锅炉排放公式(式D-1～式D-4)，并采用各自适合的计算参数，分别计算并存储特定港区进出港船舶在港外一定区域(港外平均运距)巡航、港内区域(港内平均运距)巡航、靠泊、离泊、停泊、待泊、施工船舶作业期间的PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量。以上海港为例，首先获得2014年进、出该港口的油船、液化气船、散装化学品船、散货船、集装箱船、滚装船、其他货船、顶推船拖轮、非运输船的七种吨级船舶数量及总吨位，并据此分别计算出单船平均吨位并统计分析干散货、集装箱、油船的单船吨位与主机、副机、锅炉功率的统计回归线性函数斜率和截距aq，o，bq，o，按照式D-1分别计算第o种船型、第i级吨级船舶的发动机主机、副机和锅炉平均额定功率设定不同船型和吨级船舶的主机、副机、锅炉负载因子(平均负荷与最大负荷的比值)LFq，o，确定该港口船舶在进出港时的港外、港内巡航平均运距各为220km，以及不同类型、吨级船舶在港外、港内巡航的平均航速并按照式D-2分别计算该k港口的第o类船型、第i级吨级的船舶进出港时在港外、港内巡航的平均航行时间调研确定该港口的各类船舶靠泊、离泊、停泊、待泊的工作时间以及第p种污染物的排放因子EFq，i，o，r(g/kwh或g/kg燃油)和控制因子(使用减排措施后的削减系数)获得第p种污染物燃油修正系数FCFp，按照式D-3计算上海市2013年进、出港口k沿海船舶尾气中第p种污染物的排放量详见图4。采用类似方法调研和计算本地区和其他地区各省各主要港口的统计资料，计算进、出各港口的沿海船舶尾气中第p种污染物的排放量，经过加合，便可得到该省的沿海船舶进出港第p种污染物排放量，将某一地区或整个国家相关省的沿海船舶进出港第p种污染物排放量加合，便可得到某一地区或整个国家的沿海船舶进出港第p种污染物排放量。
再获得上海市2013年内河船舶进出港口的分吨级船舶数量及总吨位，并据此分别计算进出该港的第j级吨级单船平均吨位 统计回归内河船舶的单船吨位与主机、副机功率的统计回归二次函数参数Aq，Bq，Cq，按照式D-4分别计算第j种船型发动机主机和副机的平均额定功率获得第j级船型主机和副机负载因子(平均负荷与最大负荷的比值)LFq，j以及港外、港内巡航的平均运距分别约300km，和平均航速 并按照式D-5分别计算进出该港口的第j级吨级船舶在港外、港内巡航的平均航行时间再获得该k港口第j级吨级船舶在其他r种工况(靠泊、离泊、停泊、待泊)中的工作时间以及第p种污染物的排放因子EFq，j，r(g/kwh或g/kg燃油)、控制因子(使用减排措施后的削减系数)获得第p种污染物燃油修正系数FCFq，按照式D-6计算上海市2013年进、出港内河船舶尾气中的第p种污染物排放量详见图3。采用类似的方法调研和计算第本地区及其他地区各省主要港口2013年进、出各港的内河船舶尾气中第p种污染物的排放量，自进行加合，便可得到该省的内河船舶进出港第p种污染物排放量，将某一地区或整个国家相关省的内河船舶进出港第p种污染物排放量加合，便可得到某一地区或整个国家的内河船舶进出港第p种污染物排放量，分省内河船舶排放量详见图5。
再计算进出上海港的沿海船舶途径其他港口附近区域时PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4等空气污染物的排放量，先获得上海港2013年进、出港的o类船型、i种吨级的国内船舶总载重量FA1i，o，k，m，n(t)，以及港外、港内巡航的平均运距并根据式D-7计算出上海市的国内船舶港外、港内巡航的货运周转量TFTm，n海港(t.km)，获得2013年进、出该港的j种吨级的内河船舶总载重量FA2j，k，m，n，以及港外、港内巡航的平均运距并按照式D-8计算出该港内河船舶港外、港内巡航的货运周转量TFTm，n内河(t.km)，调研获得上海市2013年国内船舶实际完成的货运周转量TFTm，n(t.km)，减去其沿海和内河船舶进出港完成的货运周转量TFTm，n海港和TFTm，n内河后，得到沿海船舶途径其他港口完成的货运周转量TFTm，n，海途(t.km)，按照式D-9计算2013年前往或离开上海港的o类船型、i种吨级的国内船舶途经其他港口附近区域时的平均运距(km)，约70km，重复上述相关步骤出途径其他港口附近区域时尾气中第p种污染物的排放量采用类似的方法调研和计算本地区和其他地区m省排放量，及进行加合，可获得某一省、地区或全国第p种污染物的总计排放量，全国各地区沿海船舶进出港、途经本地区以外的其他港口和内河船舶进出港的平均运距图参见图6。各港口密集区针对沿海船舶排放采取控制对策后NOx的减排量计算结果参见图7。
Claims (7)
1.一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：
第1、收集全国港口和船舶运营的现状及历史统计数据或发展规划数据，并建立运营情景的动态组合模块A及数据库，该数据库包括运输状况、动力燃料、减排对策、气象条件、地理位置信息，以及建立空气污染物排放的分析计算模块及数据库，该分析计算模块由港口排放模块B、集疏运排放模块C和船舶排放模块D组成，其中，港口排放模块B分为货物储运B1和港作设施B2两大类，货物储运B1模块带有干散货分模块B1-1和液体散货分模块B1-2，港作设施B2模块带有港作机械分模块B2-1和港作车辆分模块B2-2，集疏运排放模块C分为水水中转C1、铁水联运C2、路水联运C3、管道输送C4分模块，船舶排放模块D分为巡航D1、靠离泊D2、作业施工D3三大类，靠离泊D2模块细分为靠泊D2-1、离泊D2-2、停泊D2-3、锚泊D2-4分模块；
第2、由第1步所建立的干散货分模块B1-1中的堆场料堆起尘、装卸作业起尘和港区道路二次扬尘起尘公式，以及干散货物料及其起尘的粒径分布函数，依据第1步所建立数据库中的干散货港区数据，计算特定干散货港区堆取料作业、火车卸货、皮带机输送及转接、装船及卸船作业、汽车卸车及装车作业、道路扬尘的TSP、PM10和PM2.5起尘量；
第3、由第1步所建立的液体散货分模块B1-2中的VOCs源强模型和光化学反应生成量函数，依据第1步所建立数据库中的液体散货港区数据，计算特定液体散货港区管路和阀门漏散、固定罐注油大呼吸、浮顶罐抽/注油损失、固定罐升温小呼吸、内浮顶罐静止储油损失、外浮顶罐静止储油损失、装车船逸散的VOCs排放量和光化学反应二次产物O3和PM2.5的排放量；
第4、由第1步所建立的港作设施分模块B2中的港口尾气排放计算模型，依据第1步所建立数据库中的港作机械和港作车辆数据，计算港作设施尾气中的PM2.5、NOx、VOCs、CO排放量，以及根据耗电量计算的上述空气污染物的异地排放贡献量；
第5、由第1步所建立的港口集疏运分模块C中的集疏运模型，依据第1步所建立数据库中的港口集疏运数据，计算港区及附近不同集疏运方式的集疏运设施数量和运输时间，再由第4步B2中的港口尾气排放计算模型及数据库，计算不同港口集疏运方式的PM2.5、NOx、VOCs、CO的排放量，以及根据耗电量计算的上述空气污染物的异地排放贡献量；
第6、由第1步所建立的船舶排放模块D中的船舶尾气排放计算模型，依据第1步所建立数据库中的沿海和内河船舶进出港及平均运距、港口吞吐量和分省水运周转量数据，计算沿海和内河船舶进出及途经港口附近区域期间的巡航、靠泊、离泊、停泊、待泊、施工船舶作业期间船舶主机、副机、锅炉尾气中PM10、PM2.5、NOx、SOx、VOCs、CO、CO2、N2O、CH4的排放量，以及根据耗电量计算的船舶岸电发电空气污染物异地排放贡献量；
第7、由第1步所建立的港口和船舶运营情景动态组合模块A，依据第1步所建立数据库中的船舶和港口运输状况、动力、燃料的供给、储运装备和集疏运系统的节能减排对策数据，将第2～6步各模块的计算成果按照相应的情景进行组合和叠加计算，给出干散货码头粉尘防治、液体散货码头蒸气回收、港作机械油改电、港作车辆油改气、增加水水中转、铁水联运、管道输送的份额、路水联运油改气、船舶发动机加装尾气净化装置、船舶进出港减速行驶、内河及沿海短途船舶使用LNG燃料、设定船舶排放控制区、船舶进出港及泊港采用低硫油、靠泊船舶使用岸电、作业施工船舶加装尾气净化装置对策的空气污染物减少排放清单。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第2步堆场料堆起尘公式按照不同的干散货类型设定起尘量调节系数，并根据不同季节的货物含水量及平均风速分别计算粉尘排放量，装卸作业起尘公式按照不同的起尘系数分别计算各装卸作业方式的粉尘排放量，港区道路二次扬尘起尘公式根据不同作业状态下各港区道路的粉尘控制效果和排放源强计算排放清单。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，第3步VOCs源强模型按照不同的液体散货装卸储运方式选择不同的源强模型，并根据不同的码头规模和不同季节的温度分别计算光照反应时段和非反应时段内VOCs排放量，光化学反应生成量函数针对不同的反应物和产物设定反应平衡系数，计算光照反应时段内新生的及累积的VOCs与NO2发生光化学反应后形成的O3和PM2.5生成量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，第4、5、6步港口、集疏运和船舶尾气排放计算模型除了计算燃油、燃气设施尾气空气污染物的本地排放量之外，还根据电力设施的耗电量计算空气污染物在港口及附近区域以外的异地排放贡献量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，第5、7步港口集疏运模型和运营情景动态组合模块通过动态调整港口规模、节能减排对策以及所在区域水水联运、铁水联运、路水联运和管道输送四种集疏运方式的比例，形成港口的调结构、转方式绿色交通规划方案的定量化指标以及相应减少的空气污染物排放清单。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，第2、3、4、5步港口干散货分模块、液体散货分模块、港作设施分模块、港口集疏运分模块包括了类比分析计算模型及其数据库，在已知特定港口、特定货物吞吐量的实际值或预测值，以及当地气象条件、集疏运状况时，类比分析计算相应的空气污染物排放清单。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，第6步船舶尾气排放计算模型包括不同类型船舶主机、副机发动机及锅炉的功率与船舶载重吨之间的统计回归函数，一旦得知船舶的类型和载重吨、即可以计算出船舶主机、副机发动机及锅炉的功率，该计算模型的数据库包括了特定时间进出中国各个港口的船舶类型、数量、载重吨、载货量、功率、港内港外平均运距及航速的统计数据，用于支持该模型计算已经发生的船舶进出港空气污染物排放清单，以及所完成的水运周转量、剩余平均运距，该剩余平均运距可用于支持该模型进一步计算船舶途径其他水域的航行距离及其空气污染物排放清单；
第2.1、堆场料堆起尘公式如下所示：
这里Di为第i级粒径，为物料重量分数，(时)， B货种为起尘量调节系数，C货种为由货种比重决定的阈值摩擦风速调节系数，S堆垛为特定港口干散货码头料堆表面积，z0为料堆高度，B措施为抑尘措施减排系数，uj，z为特定港口全年第j次扰动期间观测高度为z的最大地面风速，κ为沃卡门常数；
第2.2、装卸作业起尘公式如下所示：
这里ΔRDi＝Ri+1-Ri，Ri＝exp(-βDi n)，Ri、Ri+1为第i级和第i+1级粒子累积重量分数，β、n为粒径分布系数，W为货种的含水量，Mk为第k种装卸作业方式的装卸量，Hk为装卸落差，αk为起尘系数，为抑尘措施减排系数，U为特定港口的平均风速；
第2.3、港区道路二次扬尘起尘公式如下所示：
这里S道路为干散货港区道路面积，k道路为起尘系数，D措施为抑尘措施减排系数；
第3.1、VOCs排放源强公式如下所示：
Q1＝Ks×Ka×K3×Pd×Ve；
Q2＝Ks×Kt×Kf×K2×(1+0.16×Ld)×EXP(0.039×T)×Mv×Ve；
Q3＝Ks×K5×4×Mv×Ve/Wd/Dt/22.4；
Q4＝Ks×Kt×K1×K2×V0 2/3×EXP(0.039×T)×Mv；Q5＝Ks×K4×Pp×Kb×Kf×Kt×Dt×Mv；
Q6＝Ks×K4×Pp×Kc×Kf×Kt×Wv Kd×Dt×Mv；Q7＝Ks×K3×Ke×Pd×Wt；
这里Q1～7分别为管路和阀门漏散、固定罐注油大呼吸、浮顶罐抽/注油损失、固定罐升温小呼吸、内浮顶罐静止储油损失、外浮顶罐静止储油损失、装车船逸散的VOCs排放源强，Wd为货种比重，Pd为饱和蒸气压，Ld为雷德蒸气压，K1-5为理化特性参数，Wt为装船量，Mv为VOCs平均分子量，Vc为液体散货码头的装卸速率，V0为储罐容量，Dt为储罐直径，Ke为操作扰动系数，Kf为储罐颜色日光吸收参数，Ka-d为各类密封系数，T为码头所在区域逐月或分季节的气温，Wv为风速，Ks为季节影响系数，Kt为温度影响参数，Pp＝(Pd/Pr)/(1+sqr(1-Pd/Pr))2，Pr为大气压；
第3.2、VOCs光化学反应产物O3和PM2.5生成公式如下所示：
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这里为VOCs发生光化学反应的消耗速率，QVOCs为特定液体散货码头VOCs排放源强，为光化学反应O3生成系数，k′p为第p种光化学反应物或产物的反应平衡系数，Q′P为第p种光化学反应物消耗速率或产物生成速率；
第4.1、港作设施和港口集疏运设施空气污染物排放公式如下所示：
HEp＝∑iEFi，p×Ci×10-6或HEp＝∑iHPi×Acti×LFi×EFi，p×10-6；
这里EFi，p为第i种港作、集疏运设施第p种空气污染物排放因子，Ci为能源消耗量，HPi为第i种港作设施、港口集疏运设施的发动机额定功率，Acti为工作时间，LFi为负载因子，其中不同货物、不同港口集疏运方式的设施数量Rj，k为第j种货物第k种集疏运方式的比例，为单位设施运输量，Wj为第j种货物的船舶运输量，Actj，k为第j种货物第k种集疏运方式的集疏运设施工作时间，Actj，k＝Dj，k×Vj，k，Dj，k为集疏运距离，Vj，k为速度；
第6.1、船舶运输空气污染物排放公式如下所示：
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这里为第n个地区m省一定时间段内进、出或途经某一特定港口k沿海船舶尾气中第p种空气污染物的排放量，为第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定港口k的内河船舶尾气中的第p种污染物排放量， 为第n个地区m省一定时间段内进、出或途经某一特定港口k的o类船型、第i级吨级的单船平均吨位，aq，o，bq，o为第o种船型的单船吨位与第q种船上燃油设备功率的统计回归线性函数斜率和截距，LFq，o为第o类船型、第i级吨级船舶的主机、副机、锅炉负载因子，为该k港口的第o类船型、第i级吨级船舶在进出港时的港外、港内巡航平均运距(km)，为平均航速， 为第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定内河港口k的j种吨级的单船平均吨位，Aq，Bq，Cq为内河船舶的单船吨位与第q种船上燃油设备功率的统计回归二次函数参数， 为该k港口的第j级吨级的船舶进出港时在港外、港内巡航的平均运距，为平均航速，EFq，i，o，r、EFq，j，r为第p种污染物的排放因子， 为第p种污染物的控制因子，FCFp为第p种污染物燃油修正系数，
FA1i，o，k，m，n为第n个地区m省一定时间段内进、出或途经某一特定沿海港口k的o类船型、i种吨级的国内船舶总载重量，FA2j，k，m，n为第n个地区m省一定时间段内进、出某一特定内河港口k的j种吨级的船舶总载重量，TFTm，n海港为第n个地区m省的国内船舶港外、港内巡航的货运周转量，TFTm，n内河为第n个地区m省的内河船舶港外、港内巡航的货运周转量，TFTm，n为第n个地区m省一定时间段内国内船舶实际完成的货运周转量，TFTm，n海途为沿海船舶途径其他港口完成的货运周转量，为第n个地区m省一定时间段内前往或离开某一特定沿海港口k的o类船型、i种吨级的国内船舶途经其他港口附近区域时的平均运距。
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