烏魯木齊市空氣污染成因及防治對策探討

摘要：分析了烏魯木齊市１９９９～２００９年間每年以及２００５～２００７年各月份空氣環(huán)境質(zhì)量中主要污染物ＳＯ２、ＮＯ２、ＰＭ１０的監(jiān)測結(jié)果；探討了造成該市空氣污染的自然條件、城市功能布局、能源結(jié)構(gòu)、供熱點(diǎn)分布、移動(dòng)源、監(jiān)測和治理能力等因素，并從改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化工業(yè)布局、加強(qiáng)污染治理、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)節(jié)能工作、防治機(jī)動(dòng)車尾氣排放、提高監(jiān)測能力及公眾意識等方面提出了污染防治的對策和建議。

關(guān)鍵詞：空氣環(huán)境質(zhì)量；成因；防治對策；烏魯木齊市

中圖分類號：Ｘ５１文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）21－4378-03

Discussion on Causes and Control Stratage of Air Contaminationin Urumqi

ＬＩＡＯ Ｙｉｎ－ｎｉａｎ，ＳＵ Ｙｕ－ｈｏｎｇ，ＭＡＩＭＡＩＴＩ ＡＩｎｉｗａｎｅｒ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｕｒｕｍｑｉ ８３００４６， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｙｅａｒｌｙ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ＳＯ２， ＮＯ２ ａｎｄ ＰＭ１０ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｏｆ Ｕｒｕｍｑｉ ｆｒｏｍ １９９９ ｔｏ ２００９ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ２００５～２００７ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｉｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ， ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔ ｓｕｐｐｌｙ ｎｅｔｗｏｒｋ， ｍｏｖｉｎｇ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｌｌ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｕｒｕｍｑｉ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｃｉｔｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｌａｙｏｕｔ， ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ， ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ＇ ｅｘｈａｕｓｔ ａｎｄ ｈｅｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｐｕｂｌｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ； ｃａｕｓｅ； ｃｏｎｔｒｏｌ； Ｕｒｕｍｑｉ

烏魯木齊市位于歐亞大陸腹地，屬于典型的中溫帶大陸性干旱氣候，有氣候干燥、降水量少、晝夜溫差大、春秋兩季較短、冬夏兩季較長等特點(diǎn)。近年來，烏魯木齊市的環(huán)境質(zhì)量逐漸惡化，空氣污染狀況非常嚴(yán)重，成為全國空氣環(huán)境污染最嚴(yán)重的城市之一，這對生活在該市的人群和生態(tài)造成了嚴(yán)重的影響，必須加以治理。本研究分析了烏魯木齊市１９９９～２００９年１１年間空氣中ＳＯ２、ＮＯ２、ＰＭ１０含量的變化，并對２００５～２００７年３年各月份的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，探討了該市空氣污染的成因，并提出了污染防治的對策和建議。

１烏魯木齊市空氣質(zhì)量現(xiàn)狀

烏魯木齊市１９９９～２００９年的空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果見表１。自１９９８年烏魯木齊市開始實(shí)施“藍(lán)天工程”以來，ＳＯ２濃度的年均值呈逐年下降的趨勢，但在２００５年有反彈的現(xiàn)象，這可能與烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，燃煤量增加相關(guān)。除了２００７年之外，ＳＯ２濃度的年均值都超過三級空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，ＳＯ２為主要污染物之一。ＮＯ２的濃度在２００１～２００５年間基本持平，自２００６年開始上升。機(jī)動(dòng)車尾氣排放是空氣中ＮＯ２的主要來源，ＮＯ２濃度的上升可能與烏魯木齊市機(jī)動(dòng)車保有量持續(xù)上升、機(jī)動(dòng)車尾氣污染日益嚴(yán)重有關(guān)。ＰＭ１０的濃度與ＳＯ２的變化趨勢相似，在１９９９～２００５年間下降，但在２００６年升高，隨后又降低，燃煤塵及機(jī)動(dòng)車尾氣均是空氣中ＰＭ１０的重要來源。烏魯木齊市這１１年所監(jiān)測的數(shù)據(jù)均超過二級空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，２００１、２００２以及２００６年甚至超過了三級空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，污染較嚴(yán)重。

表２是烏魯木齊市２００５～２００７年各月份空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果的平均值，從表中可以看出該市空氣質(zhì)量存在著季節(jié)性差異。在采暖期（１１、１２、１、２、３月）ＳＯ２和ＰＭ１０的濃度遠(yuǎn)高于非采暖期（５、６、７、８、９月），其中４月與１０月都是半個(gè)月為采暖期半個(gè)月為非采暖期，月濃度值介于采暖期和非采暖期月濃度值之間。可見采暖期燃煤供熱是導(dǎo)致高濃度ＳＯ２和ＰＭ１０的主要原因之一，冬季環(huán)境空氣污染為煤煙型空氣污染。ＮＯ２在全年各月份的濃度值變化不大，在采暖期濃度要略高于非采暖期，主要是因?yàn)槎灸鏈氐念l發(fā)使得氮氧化物滯留而不能擴(kuò)散。

２烏魯木齊市空氣污染成因分析

２．１自然條件限制

烏魯木齊市深居內(nèi)陸，三面環(huán)山，阻礙了空氣污染物的稀釋擴(kuò)散，削弱了空氣的自凈能力。受地形影響，烏魯木齊市全年輻射逆溫發(fā)生次數(shù)較多，除了遇到雨、雪、大風(fēng)天氣，大氣層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性被破壞，沒有逆溫層出現(xiàn)之外，其他時(shí)間均有逆溫層存在。尤其是冬季，近地層幾乎全被逆溫層覆蓋，逆溫頻率高達(dá)９０％以上，且持續(xù)時(shí)間長，逆溫強(qiáng)度大。頻頻發(fā)生的逆溫層使得冬季采暖排放的煙塵、ＳＯ２等各種污染物滯留在低空而不能擴(kuò)散，污染物逐漸累積，造成嚴(yán)重的空氣污染［１］。此外，城市周邊荒山裸地多，植被稀少，綠化覆蓋率低，抵御自然界風(fēng)沙揚(yáng)塵的能力較弱，加劇了烏魯木齊市空氣環(huán)境狀況的惡化。

２．２城市功能區(qū)布局不合理

烏魯木齊市四周分布有八一鋼鐵集團(tuán)、天山水泥股份公司、紅雁池發(fā)電有限公司、新疆煤炭化工廠、烏魯木齊石油化工廠、中泰化學(xué)股份公司等重工業(yè)和化工企業(yè)的廠區(qū)。市區(qū)處于這些企業(yè)包圍的中間低洼位置，布局極不利于空氣中污染物的擴(kuò)散。由于城市化進(jìn)程的加快，市區(qū)不斷擴(kuò)大，居民區(qū)向外延伸，與郊區(qū)的工業(yè)區(qū)逐步相連，使得生活與工業(yè)區(qū)功能混雜，居住區(qū)環(huán)境質(zhì)量降低。

２．３以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)

烏魯木齊市目前的能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主，原煤消耗占７５％以上，天然氣等清潔能源所占的比例較低［２］。燃煤造成的大氣污染物是烏魯木齊市空氣污染的主要來源之一。烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)的高速增長主要建立在石油化工、煤炭、鋼鐵、電力等高能源消耗、高污染排放的工業(yè)基礎(chǔ)之上。

２．４供熱布點(diǎn)分散

目前，烏魯木齊市供暖是以燃煤區(qū)域集中供熱鍋爐房為主，熱電聯(lián)產(chǎn)及清潔能源供熱為輔。烏魯木齊市現(xiàn)有集中供熱企業(yè)４４家，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱工程４個(gè)，大型燃煤區(qū)域供熱鍋爐房５５座，其余為分散供熱，共有分散小鍋爐３ ８９８臺(tái)。分散鍋爐容量小，燃燒方式落后，供熱效果較差，熱效率較低，能耗高，負(fù)荷調(diào)節(jié)手段低下［３］。而且小鍋爐基本無除塵脫硫設(shè)施，大大增加了冬季大氣污染的程度。

２．５移動(dòng)污染源增加

隨著人民生活水平的不斷提高，烏魯木齊市機(jī)動(dòng)車保有量也在不斷增加，自２００１年以來，烏魯木齊市機(jī)動(dòng)車保有量以每年１６．７％的速度在增長。據(jù)測算，２００７年烏魯木齊市機(jī)動(dòng)車污染物排放超過３２萬ｔ，冬季尾氣排放占空氣污染物排放總量的２０％左右，夏季尾氣排放占空氣污染物排放總量的６０％以上；機(jī)動(dòng)車排放的氮氧化物所造成的空氣污染占氮氧化物污染的比例為４０．１％，機(jī)動(dòng)車一氧化碳污染分擔(dān)率為９４．１％，碳?xì)浠衔镂廴痉謸?dān)率為８９．４％［４］。

２．６監(jiān)測與治理能力有限

環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)察能力不足，無法滿足環(huán)境管理的需要。目前烏魯木齊市環(huán)境管理任務(wù)繁重，環(huán)境監(jiān)管能力不能滿足當(dāng)前管理的需求。烏魯木齊市主要的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)備相對落后，企業(yè)普遍存在超標(biāo)排放的現(xiàn)象。發(fā)電廠、石化行業(yè)、鋼鐵、水泥等重點(diǎn)污染企業(yè)的脫硫或除塵設(shè)施沒有完全安裝或設(shè)施落后，處理結(jié)果不能達(dá)到環(huán)保要求。

３污染防治對策和建議

３．１改善城市生態(tài)環(huán)境

加強(qiáng)城市及周邊綠化，合理規(guī)劃山地植樹造林，嚴(yán)格基建工地的管理，減少風(fēng)沙和二次揚(yáng)塵污染。合理調(diào)整周邊農(nóng)牧業(yè)種植、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，退耕還草，保護(hù)濕地，涵養(yǎng)水源，擴(kuò)大城市及周邊的水域面積和綠地森林面積［５］。

３．２優(yōu)化工業(yè)布局，加強(qiáng)工業(yè)污染源治理

優(yōu)化工業(yè)布局與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少能源消耗和污染物排放。合理劃分城市功能區(qū)，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境準(zhǔn)入，啟動(dòng)中心城區(qū)污染企業(yè)搬遷或關(guān)停，在四個(gè)中心城區(qū)實(shí)現(xiàn)“禁煤區(qū)”，充分依靠科學(xué)技術(shù)，強(qiáng)化工業(yè)污染源治理。加快發(fā)電廠脫硫設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)氮氧化物排放控制；重點(diǎn)控制石化行業(yè)硫的排放，開展其他氣態(tài)污染物的綜合防治；對鋼鐵行業(yè)進(jìn)行煙氣脫硫，實(shí)施煙氣除塵改造；嚴(yán)格限制城區(qū)水泥行業(yè)的發(fā)展，搬遷或關(guān)閉不符合要求的企業(yè)。

３．３調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展使用潔凈能源

全面開發(fā)推廣利用清潔能源，充分利用烏魯木齊市氣源豐富的自然優(yōu)勢，提高天然氣在能源消耗結(jié)構(gòu)中所占的比重。積極推進(jìn)新能源和可再生能源的開發(fā)利用，如風(fēng)能、太陽能、生物能源等。逐漸將以煤炭為主的污染型能源消耗結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴烊粴狻㈦娏Φ葍?yōu)勢能源為主的清潔型消耗結(jié)構(gòu)。

３．４降低冬季供熱能耗，推進(jìn)建筑節(jié)能工作

大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，加大燃煤采暖鍋爐的拆并和改造力度，拆并和改造市區(qū)內(nèi)分散的燃煤采暖鍋爐和城鄉(xiāng)結(jié)合部的立式燃煤小鍋爐。凡在全市統(tǒng)一規(guī)劃確定的集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)熱力覆蓋范圍內(nèi)的分散采暖鍋爐全部拆并或改用清潔能源；不在熱力覆蓋范圍內(nèi)的分散燃煤鍋爐全部改用清潔能源；城鄉(xiāng)結(jié)合部立式燃煤小鍋爐通過限期治理，分批實(shí)施并網(wǎng)或改造。

加強(qiáng)城市能源問題和建筑節(jié)能的科學(xué)研究，大力發(fā)展建筑節(jié)能企業(yè)，提高建筑節(jié)能水平。建筑物保溫性能差而導(dǎo)致的高能耗、高排放和高污染問題，一直是影響烏魯木齊市冬季采暖期空氣質(zhì)量的重要因素。在烏魯木齊市，未采用建筑節(jié)能設(shè)施的建筑物一個(gè)采暖期供熱能耗（標(biāo)準(zhǔn)煤）為３６ ｋｇ／ｍ２，而采取節(jié)能保溫措施的建筑物能耗僅為１６ ｋｇ／ｍ２，節(jié)能率高達(dá)５０％以上［６］。采用節(jié)能建筑可以減少城市供熱能源消耗，從而降低冬季采暖所需的能源消耗。

３．５防治機(jī)動(dòng)車尾氣排放

由于機(jī)動(dòng)車污染排放具有流動(dòng)性、分散性，治理具有一定的難度，可從以下幾個(gè)方面著手：①建立汽車尾氣定期檢測制度，對尾氣排放超標(biāo)的車輛進(jìn)行限制；②建立健全汽車保養(yǎng)制度；③使用潔凈燃料，如用壓縮天然氣和液化氣代替汽油［５］；④優(yōu)先發(fā)展公共交通。

３．６提高監(jiān)測能力，提高公眾環(huán)保意識

大力推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)管能力建設(shè)，在原有的基礎(chǔ)上增建多個(gè)空氣自動(dòng)監(jiān)測站點(diǎn)和多套污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)以及大氣邊界氣象觀測系統(tǒng)，對烏魯木齊空氣質(zhì)量實(shí)行全天候２４ ｈ監(jiān)控。充分利用先進(jìn)的探空雷達(dá)、衛(wèi)星遙感遙測技術(shù)，建立烏魯木齊市空氣質(zhì)量遙測、遙感網(wǎng)絡(luò)，以便全面掌握大氣污染事件的發(fā)生、發(fā)展的時(shí)空分布規(guī)律，從而有效地進(jìn)行污染控制和治理［７］。

全面開展環(huán)境保護(hù)宣傳工作，通過環(huán)保、新聞媒介、居民社區(qū)及執(zhí)法部門的宣傳和執(zhí)法活動(dòng)，全面提高社會(huì)全員的環(huán)保意識，鼓勵(lì)居民以實(shí)際行動(dòng)參與到保護(hù)環(huán)境、改善烏魯木齊市空氣質(zhì)量的活動(dòng)中。

４結(jié)語

對烏魯木齊市的空氣質(zhì)量分析可知，該市的空氣質(zhì)量較差，尤其是冬季，是典型的煤煙型空氣污染［８，９］。烏魯木齊市自１９９８年開始實(shí)施“藍(lán)天工程”，但步履維艱，空氣污染嚴(yán)重的狀況一直未能得到徹底解決。控制大氣污染，改善空氣環(huán)境，有利于促進(jìn)烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。而大氣污染治理工程是一項(xiàng)綜合性的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須通過全社會(huì)的不懈努力才能改善空氣環(huán)境質(zhì)量，為烏魯木齊市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展騰出環(huán)境空間，以最佳的狀態(tài)來迎接西部大開發(fā)及全國援疆建設(shè)帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 王慶． 烏魯木齊市核心區(qū)采暖期集中供熱污染監(jiān)控點(diǎn)優(yōu)化研究［Ｄ］． 烏魯木齊：新疆大學(xué)，２００７．

［２］ 呂愛華，高麗君． 烏魯木齊市大氣污染治理存在的問題及應(yīng)對措施［Ｊ］． 新疆環(huán)境保護(hù)，２００２，２４（４）：１４－１７．

［３］ 崔二平，余國新，張建宏． 烏魯木齊市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整策略分析［Ｊ］． 當(dāng)代經(jīng)濟(jì)，２００８（１２）：１１８－１２０．

［４］ 溫麗娜． 首府機(jī)動(dòng)車尾氣污染防治勢在必行［Ｎ］． 新疆都市報(bào)，２００９－０２－２０（Ａ３）．

［５］ 刁平，喬瑞玲． 烏魯木齊市環(huán)境污染現(xiàn)狀分析及防御對策［Ｊ］． 新疆氣象，２００４，２７（１）：８－１０．

［６］ 董蘭芳，魏艷敏，李維青． 烏魯木齊市空氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢及污染防治辦法［Ｊ］． 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，２０１０，４７（４）：７９６－８０２．

［７］ 郭宇宏，高利軍，呂愛華． 烏魯木齊市典型的冬季環(huán)境空氣重污染過程剖析［Ｊ］． 環(huán)境化學(xué)，２００６，２５（３）：３７９－３８０．

［８］ 馮銀廠，彭林，吳建會(huì)，等． 烏魯木齊市環(huán)境空氣中ＴＳＰ和ＰＭ１０來源解析［Ｊ］． 中國環(huán)境科學(xué)，２００５，２５（Ｂ０６）：３０－３３．

［９］ 胡晏玲，孫建國． 烏魯木齊市采暖季空氣質(zhì)量變化趨勢分析［Ｊ］． 干旱環(huán)境監(jiān)測，２００６，２０（１）：３１－３５．