福州市區可吸入顆粒物污染特征與控制措施

福州市環境科學研究院 李子萌

福州市區可吸入顆粒物污染特征與控制措施

福州市環境科學研究院 李子萌

利用福州市環境空氣中顆粒物監測數據進行分析，結果表明，福州市大氣顆粒物污染呈現春季最高、冬季次之、夏季最低的規律，通過污染來源分析，從燃煤控制、機動車尾氣治理、建筑揚塵監管及加強監測等方面提出了相應的防治建議。

顆粒物 PM10PM2.5污染現狀 防治 福州市

福州市是福建省省會，位于福建省東部，閩江下游沿岸，是中國東南沿海重要都市。福州市區地處閩江下游河口盆地，四周被群山峻嶺所環抱，大氣擴散條件不佳，城市熱島效應較明顯。相關研究表明，大氣顆粒物是影響包括福州市在內的我國多數城市空氣質量的首要污染物，大氣污染物防治已成為福州市“十二五”期間的主要任務。本文以福州市區為研究對象，分析福州市大氣中可吸入顆粒物污染現狀和近年來的變化趨勢，剖析了可吸入顆粒物季節變化特征、燃煤和機動車保有量與顆粒物關聯度、以及福州市區PM10與PM2.5的相關性，提出了控制福州市大氣塵類污染的防治對策。

1 可吸入顆粒物及其危害

通常把環境空氣中空氣動力學當量直徑≤10μm 的顆粒物稱為 PM10，又稱為可吸入顆粒物；PM2.5是指空氣動力學當量直徑在2.5μm以下的固態和液態的顆粒物，也稱為細顆粒物。10μm 以上的顆粒物會被擋在人的鼻子外；2.5～10μm之間能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小。雖然 PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有著重要的影響。美國是較早開始研究PM2.5污染的國家，1997年就將PM2.5列為考量空氣質量的一個重要指標，相關研究表明，由于細顆粒物表面積大，吸附能力強，大量的有機物和無機物、病毒、細菌以及多環芳烴等強致癌物質容易富集在上面，污染物隨人體呼吸氣流沉積在肺泡中或進入血液和淋巴內，對人體健康造成威脅，國內外相關報道表明，PM2.5污染程度與人體健康之間有可量化的規律。

近年來，中國北京、廣州等大城市灰霾事件頻發，尤其以廣州地區最為嚴重，研究表明，灰霾與 PM2.5污染程度具有良好的正相關性，PM2.5對太陽光具有散射作用，使大氣能見度降低。因此，PM2.5是判斷灰霾天氣的主要指標。

為控制可吸入顆粒物對空氣質量和人群健康的污染影響，2012年2月29日，經國務院批準，國家環保部發布了新修訂的國家環境質量標準《環境空氣質量標準》和國家環境保護標準《環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行)》，首次將細顆粒物(PM2.5)列為環境空氣質量評價指標。

2 福州市區可吸入顆粒物污染狀況

2006年～2010年各月份PM10均值變化統計結果如圖1所示，結果表明，市區PM10月均值范圍在0.044～0.134mg/cm3之間，2009年9月PM10濃度月均值最低，而2010年3月PM10濃度月均值最高，其原因主要是2010年3月福州市空氣受到北方沙塵暴的影響。

圖1 福州市2006年～2010年PM10月均值統計圖

從圖1分析可知，福州市區PM10呈現春季最高、冬季次之、夏季最低的規律，氣候因素是影響福州市可吸入顆粒物季節分布的主要原因，在影響福州市春季的3種天氣形勢（即鋒前暖區、倒槽暖區和變性冷高壓底部或后部）的作用下，空氣中顆粒物的水平擴散和垂直輸送能力較差，不利于可吸入顆粒物向市區盆地外輸送或高空擴散，容易在市區內形成濃度堆積區域，導致可吸入顆粒物月均濃度值較其它季節明顯增高。

圖2 2007年福州市可吸入顆粒物（PM10、PM2.5）的質量濃度季節變化圖

圖2是2007年福州市可吸入顆粒物的質量濃度季節變化圖。由圖2可知，在不同季節內，三個位點的PM10濃度均在國家二級標準之內，且呈現出春季最高、冬季次之、夏秋季最低的特征，這與近年來我國南方城市空氣PM10的變換規律一致；而 PM2.5在春季和冬季相對較高且基本持平，夏秋季最低。

另外，根據圖2采樣點在同一季節的PM2.5和PM10關系特征比較可知，五四北路、紫陽兩個位點在春季、夏秋季和冬季的PM2.5/PM10值分別為：0.63、0.68，0.84、0.75，0.81、0.89。由此可知，各采樣點PM2.5/PM10值在0.63～0.89之間，呈現冬季最高、夏秋季次之、春季最低的特點，表明在福州市區，冬季細顆粒物（PM2.5）占粗顆粒物（PM10）的比重大于春季，即冬季的PM2.5貢獻更大。由于PM2.5更容易造成灰霾日，根據福州市環境監測站統計的2007年春、冬季灰霾日天數顯示，春季的月灰霾日為8天，冬季為11天，冬季的灰霾日天數多于春季，這與不同季節PM2.5和PM10關系結果一致。

3 可吸入顆粒物來源解析

大氣中顆粒物污染來源復雜，特別是PM2.5，影響因素較多，既有直接排放的一次污染物，也有經化學反應生成的二次污染物，由于粒徑小，懸浮時間長，因此易于遠距離輸送，區域間相互影響明顯。根據相關研究表明，福州市的 PM2.5主要來源于機動車尾氣排放、電廠及工業鍋爐和爐窯的燃燒排放、工業企業生產性排放（VOCs等），以及道路與建筑揚塵和居民生活等方面，同時也與區域性污染相互影響密切相關。據調查，北京地區 PM2.5污染物的構成中，機動車直接和間接的排放占 22%，煤炭污染占 16.7%，工業噴涂占16.3%，城市揚塵污染占16%，農村秸稈焚燒等占4.5%，還有24.5%來自北京周邊地區。

3.1 市區不同季節的可吸入顆粒物來源分析

不同季節，PM10、PM2.5主要污染源的貢獻率有所不同，圖3、圖4分別為不同季節2006年11月至2008年12月福州市環境監測站對福州市區PM10和PM2.5主要污染源的貢獻率統計圖。

圖3 各季節PM10主要污染源的貢獻率

圖4 各季節PM2.5主要污染源的貢獻率

由圖3可知，由于沿海區域春季偏北風引導北方沙塵或上游的污染物擴散至福州市，造成浮塵和揚沙，因此福州市春季PM10以土壤風沙塵貢獻率最高，為55.3%；而在夏季和冬季則以二次粒子為主，貢獻率分別為 44.4%和 55.2%，其次為土壤風沙塵/交通。

由圖4可知，春季時海鹽粒子對PM2.5貢獻率最高，達43.6%；二次粒子與土壤風沙塵/交通的貢獻率相當，分別為15.4%和14.2%；冬季海鹽粒子和二次粒子的貢獻率均較高，分別為39.5%和32.7%；而夏季二次粒子PM2.5的貢獻率高于其他污染源。由于二次粒子絕大部分以細粒子的形式存在，因此二次粒子對 PM2.5的貢獻率總體較高，特別是在春、冬季更為明顯。相關研究表明，機動車尾氣是細粒子 PM2.5的第一影響因子，因此有必要進一步加強對福州市機動車尾氣污染的治理工作。

3.2 燃煤量與可吸入顆粒物污染程度關聯度分析

2008年，福州市劃定了“禁煤區”范圍并開展實施“禁煤”工作。據統計，福州市共有工業燃煤鍋爐332臺，截至2010年底，共完成了285臺的“禁煤”任務。

表1 2006年～2010年福州市區燃煤量、煙塵排放量與PM10統計表

由表1可知，隨著福州市“禁煤”政策的深入實施，工業燃煤消耗量呈逐年遞減的趨勢，同時表現出來的煙塵排放量也隨燃煤量的變化而變化，而對應的每年的PM10年均值也表現出相同的變化趨勢。由此可推測，福州市PM10年均值與年燃煤量存在一定的相關關系，因此，可繼續通過控制燃煤的措施來降低市區PM10。

4 福州市可吸入顆粒物污染防治對策的建議

據了解，在治理大氣顆粒物污染物方面，美國一直被認為是較為先行的國家。1997年，美國環保署首次在“環境空氣質量標準”中增加了PM2.5的指標，而后經過8年的治理，到2005年，美國仍然有39個地區達不到1997年頒布的PM2.5標準。因此，大氣顆粒物污染治理，特別是細顆粒物的污染治理并非易事。對于經濟高速發展的中國來說，大氣顆粒物污染監測與治理工作已經引起國家有關部門的高度重視，各省市都在按照環境保護部新發布的《環境空氣質量標準》（自2016年1月1日起在全國實施）籌備各項工作。

福州市根據國家環保部對“十二五”環境監測工作的規劃，紫陽點、快安點分別于2010年5月和2011年6月開始監測，師大、五四北路和楊橋西路點均在2011年12月底完成儀器安裝。目前，城區紫陽、師大、五四北路、楊橋西路、快安五個國控點均已具備PM2.5自動監測能力，并于2012年1月1日起全面開展試運行。根據福州市大氣顆粒物污染的現狀與污染源分析，建議從以下四個方面進行大氣顆粒物污染防治工作。

一是嚴格控制燃煤污染排放，加強清潔能源利用。繼續開展“禁煤”環保專項行動，逐步擴大“禁煤區”范圍，加大企業監管力度，淘汰燃煤鍋爐等污染源。改善城市能源消費結構，加大天然氣、液化石油氣、太陽能等清潔能源的推廣力度，逐步提高福州市清潔能源使用比重。

二是嚴格建設項目環境影響評價管理，從源頭上控制工業污染源。對于在“禁煤區”內新建、改建和擴建使用煤、重油等高污染燃料的鍋爐等設施的項目一律不予審批，同時加強建設項目“三同時”與竣工環境保護驗收監測，確保建設項目的環保設施符合環境影響評價文件及批復要求。

三是繼續加強機動車尾氣排放整治工作。嚴格執行老舊機動車淘汰制度，除正常淘汰達到使用年限的車外，加速淘汰黃標車等高排放車輛，對達到報廢標準的黃標車等高排放車輛，應予以強制淘汰。加快車用燃料清潔化進程，大力推廣使用液化天然氣環保型公共交通車輛。同時，可以借鑒北京、上海等城市的經驗，配備監控電子眼、激光遙感檢測車及尾氣工作人員，以有效加大對市區機動車尾氣監管力度。

四是加大對建筑施工過程揚塵控制力度。作為海西經濟區的重要省會城市，福州的基礎設施建設和各類商業開發正如火如荼地進行著，但同時給市區環境帶來了壓力，特別是建筑施工過程產生的揚塵對市區PM10貢獻頗多。因此，在建設的同時，要加強對市區揚塵的控制，市區道路采取濕式清掃方式，在春秋季充分進行灑水降塵，嚴控建筑施工及建筑材料運輸環節揚塵污染。建筑工地實施封閉與覆蓋，硬化工地道路，采用濕式作業方式，對運輸車輛進行清洗和覆蓋。加大城市綠化和美化工作資金投入，優選并推廣本地綠化樹種和草種，實施裸露地面的軟硬覆蓋，提高水面面積比率，進一步降低揚塵造成的影響。

五是進一步完善大氣顆粒物污染監測體系，對顆粒物進行深入的源解析研究。由于大氣顆粒物的污染來源復雜，因此，建議進一步完善監測體系，以提供更為全面、詳實的研究數據。特別是要通過污染源解析，找到從源頭防治大氣顆粒物污染的辦法，確保福州在海西建設的大潮中，實現經濟社會與環境保護協調發展。

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