石家莊大氣顆粒物污染特征及防治對策

張煥坤， 倪爽英， 張妍芬， 鮑曉磊

(1.河北省環境科學研究院，河北石家莊 050037；2.河北正奇環境科技有限公司，河北石家莊 050037；3.華北電力大學，河北保定 071003)

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石家莊大氣顆粒物污染特征及防治對策

張煥坤1,2， 倪爽英1， 張妍芬3， 鮑曉磊1

(1.河北省環境科學研究院，河北石家莊 050037；2.河北正奇環境科技有限公司，河北石家莊 050037；3.華北電力大學，河北保定 071003)

石家莊近年來重污染天氣頻發，其中主要的空氣污染物為顆粒物。基于2013和2014年1～6月PM10和PM2.5濃度水平、日變規律及PM2.5/ PM10的變化情況，闡述了石家莊大氣顆粒物污染的年度變化特征。結果表明，2014年上半年PM10、PM2.5的日平均濃度均值分別為257、145 μg/m3，相較于2013年分別下降了22.4%和14.7%，達標天數占總觀測天數的比值明顯提高，表明石家莊地區采取的大氣顆粒物減排措施已初見成效。通過對石家莊大氣顆粒物污染狀況的系統分析，為該地區顆粒物污染控制提供參考和依據。

石家莊；大氣顆粒物；污染特征；防治對策

大氣顆粒物(Partieulate Matter，即PM)是大氣中固體和液體顆粒物的總稱。近兩年來，隨著我國華北地區大面積霧霾天氣的產生，越來越多的公眾開始關注大氣顆粒物污染。大氣顆粒物因富集有毒有害物質及微生物嚴重危及人體健康。研究發現,隨著顆粒物粒徑的減小,吸附的有毒有害成分越多,而且所能到達機體肺部的部位越深,超細顆粒物甚至可以通過氣血屏障進入血液循環,對人類機體造成更嚴重的損傷[1]。除了影響人體健康外,氣溶膠還直接或者間接地影響地球的氣候[2]。顆粒物產生的光散射和光吸收等消光效應導致的大氣能見度的降低是最直接可見的影響。此外，氣溶膠廣泛參與大氣中的各類化學過程，對大氣污染物的傳輸、轉化、去除等都有重要作用。

京津冀地區是PM10和PM2.5污染嚴重的地區，石家莊是河北省會，地處河北省中南部，環渤海灣經濟區。石家莊市氣候干燥、少雨且地理位置特殊；石家莊市煤炭所占比例過高的能源消費結構和高污染、高排放的工業結構[3]，煤炭在石家莊的消費水平比全國平均水平高出20%[4]；環保執法力度不夠，在增強人們環保意識方面也缺乏具體的制度措施[5]等，都是造成石家莊市大氣顆粒物污染嚴重的重要原因,導致該地區易發生嚴重大氣污染事件。根據國家環保部公布的74個環保重點城市空氣質量狀況報告顯示，石家莊一直處于污染城市前10位。筆者通過分析石家莊大氣顆粒物污染過程的天氣成因以及污染過程中細顆粒物的富集, 解析了北京顆粒物污染的區域性特征。

1 數據來源

該研究的監測點位共8個，分別為世紀公園(裕華區)、西南高教(橋西區)、化工學院(長安區)、人民會堂(橋東區)、高新區(高新區)、職工醫院(新華區)、西北水源(新華區)和封龍山。數據為連續24 h在線監測，所選監測點位涵蓋了石家莊市區的所有區，封龍山位于河北省石家莊市鹿泉區，為數據參照點。石家莊的日均值為封龍山這個參照點位的日均值的平均值。石家莊市監測點位位置分布見圖1。

2 結果與分析

2.1 PM10、PM2.5的濃度水平通過對2013年1～6月監測時段內得到的181個PM10、PM2.5日均值進行統計，結果表明，PM10的日平均濃度為331 μg/m3，超過日均值二級標準1.2倍，最大值為786 μg/m3，出現在2013年2月27日，超過日均值標準4.2倍，最小值為53 μg/m3，出現在2013年6月13日，181 d中PM10超過二級標準的天數為168 d，超標率92.8%；PM2.5的日平均濃度為170 μg/m3，超過日均值二級標準1.27倍，PM2.5的最大值為709 μg/m3，出現在2013年1月12日，超過新標準值8.45倍，最小值為27 μg/m3，出現在 2013年4月9日，181 d中PM2.5超過二級標準的天數為150 d，超標率82.8%。

通過對2014年1～6月監測時段內得到的181個PM10、PM2.5日均值進行統計，結果表明，PM10的日平均濃度為257 μg/m3，超過日均值二級標準0.71倍，最大值為791 μg/m3，出現在2014年1月16日，超過日均值標準4.27倍，最小值為46 μg/m3，出現在2014年2月9日，181 d中PM10超過二級標準的天數為135 d，超標率74.6%；PM2.5的日平均濃度為145 μg/m3，超過日均值二級標準0.93倍，PM2.5的最大值為549 μg/m3，出現在2014年1月16日，超過新標準值6.32倍，最小值為25 μg/m3，出現在 2014年5月2日，181 d中PM2.5超過二級標準的天數為127 d，超標率70.2%。統計分析結果匯總見表 1。

表1 2013、2014年PM10、PM2.5濃度日均值 μg/m3

由以上結果可知，觀測期內PM10、PM2.5濃度日均值平均值比較大，且最大值均出現在冬季供暖期內，說明冬季燃煤是造成嚴重霧霾天氣的重要原因；2014年1～6月比2013年1～6月PM10、PM2.5濃度日均值超標天數均減少了23 d，說明石家莊地區大氣顆粒物污染程度有所減輕。

2.2 PM10、PM2.5濃度日變化特征石家莊市2013年1～6月和2014年1～6月每月PM10、PM2.5日平均濃度變化趨勢見圖2；代表月1和4月PM10、PM2.5日均濃度變化趨勢見圖3。

由圖2可知，上半年大氣中顆粒物的濃度總體上呈逐月下降趨勢，1月PM10、PM2.5濃度較高，可能是因為冬季大量燃煤所引起，4月以后PM10、PM2.5濃度相對較低，原因是供暖停止，且春季風較大，易于污染物的擴散；同時，2014年1～6月大氣中顆粒物的月均濃度同比2013年1～6月也有較為明顯的下降，說明石家莊地區在采取一系列大氣顆粒物減排措施后，已初見成效。

以代表月1月為例，2013年1月PM10濃度值在105～724 μg/m3之間，月均值為512 μg/m3；PM2.5濃度值在44～709 μg/m3之間，月均值為321 μg/m3；2014年1月PM10濃度值在126～791 μg/m3之間，月均值為415 μg/m3；PM2.5濃度值在34～549 μg/m3之間，月均值為251 μg/m3；2014年1月 PM10、PM2.5月均值比2013年1月分別減少了97和70 μg/m3(圖3a)。

2.3 PM2.5/PM10石家莊2013年1～6月的PM2.5/PM10平均值分別為46.4%、41.1%、38.6%、44.8%、59.5%、54.6%，所有監測點位中PM2.5/PM10的平均值為47.7%，此值與周學華等在濟南市測得的PM2.5/PM10平均值46.9%的數據相當[6-8]；2014年1～6月的PM2.5/PM10平均值分別為58.9%、64.2%、54.6%、52.6%、41.7%、54.5%，所有監測點位中PM2.5/PM10的平均值為54.4%，說明目前石家莊市采取的大氣顆粒物減排措施對PM10起到較大作用，對PM2.5的減排措施還需要進一步加強。

3 重點任務目標

石家莊市出臺的《石家莊市大氣污染防治攻堅行動方案(2013-2017)》[9]總體目標：經過5年努力，全市環境空氣質量總體改善，重污染天氣大幅度減少。力爭再利用5年時間或更長的時間，基本消除重污染天氣，全市環境空氣質量全面改善，讓人民群眾呼吸上新鮮空氣。相關措施包括：

3.1 能源結構優化調整通過逐步提高外調電比例、增加天然氣供應、加大非化石能源利用等措施替代燃煤，實現煤炭消費總量負增長。到2017年，煤炭消費量比2012年凈削減1 500萬t，煤炭占能源消費總量比重降低到65%以下。禁止新建項目配套建設自備燃煤電站，加快清潔能源替代利用，劃定高污染燃料禁燃區，集中清理關停各種煤場，加強煤炭管治，提高能源使用效率。

3.2 工業企業污染綜合治理

(1)全面整治燃煤鍋爐。加快熱力和燃氣管網建設，通過集中供熱、“煤改氣”、“煤改電”等措施，2017年年底前，建成區全部淘汰35 T/h及以下燃煤鍋爐，城鄉接合部和其他遠郊縣(市)區的城鎮地區基本淘汰10 T/h及以下燃煤鍋爐。

(2)加快火電、鋼鐵、鑄造、水泥建材行業除塵改造。2014年7月1日起，全市現有火電企業的燃煤機組執行火電行業煙塵特別排放限值(20 mg/m3)；2015年7月1日前，所有鋼鐵、鑄造企業的燒結(球團)設備機頭完成除塵設施升級改造，執行顆粒物特別排放限值(40 mg/m3)；達不到環保要求的水泥建材企業，一律關停整改。另外，四大行業必須加強脫硫、脫硝的實施，減少顆粒物前體物的排放。

3.3 揚塵污染綜合整治工程建筑施工現場全部封閉圍擋，物料按規范要求實施覆蓋；渣土運輸車實現密 閉運輸或更換新型全密閉渣土車；分期分批關閉全市露天采礦，并對關閉的露天礦山分批進行礦山環境恢復治理；依法取締城市周邊非法采砂行為；餐飲服務經營場所全部安裝高效油煙凈化設施，實現達標排放；城區嚴禁露天燒烤。

3.4 機動車尾氣污染治理工程加強城市交通和機動車環保管理，提升燃油品質，嚴格控制機動車保有量，加大黃標車淘汰和限行力度，到2017年年底前，淘汰全部14.3萬輛黃標車。

3.5 落后產能淘汰嚴格新建項目審批，提高節能環保準入門檻，健全重點行業準入條件，公布符合準入條件的企業名單并實施動態管理，嚴格實施污染物排放總量控制；加快淘汰落后產能，壓縮過剩產能。

3.6 產業結構優化調整和科技創新調整生產力布局，支持戰略性新興產業快速發展；優化空間格局，搬遷市區污染企業，加大工業企業節能技改力度，全面推進清潔生產，大力發展循環經濟，推進大氣顆粒物污染治理技術研究。

3.7 加強生態綠化擴大城市建成區綠地規模，繼續推進道路綠化、單位居住區綠化、立體空間綠化、綠道綠廊、公園綠地建設和秋冬季綠化；提高城市周邊森林覆蓋率。

3.8 環境監測應急建設

(1)建立健全環境空氣監測體系。2013年年底前，各縣(市)區各建成1個空氣自動監測站，按新標準配齊六參數監測指標，與市環保局聯網并報送監測數據，構建全市域的空氣自動監測網絡，實時發布環境空氣質量監測數據。

(2)完善環境空氣污染應急預案，及時采取應急措施。成立應急組織機構，明確職責分工，落實責任主體，規范預警預報及響應程序，按不同預警等級采取相應應急措施。將重污染天氣應急響應納入政府突發事件應急管理體系。環保、氣象等部門加強合作，建立重污染天氣監測預警機制，根據重污染天氣的預警等級，迅速啟動應急預案，及時發布預警信息，引導公眾做好防范。

3.9 精細化管理工程

(1)創建重點大氣污染控制區。市區及城郊接合部創建12個重點大氣污染控制區，每個控制區不低于10 km2，其他縣(市)區城區內各創建1個重點大氣污染控制區。以“粉塵治理全覆蓋、綠化硬化全覆蓋、排放治理全覆蓋、環境衛生無死角”為剛性目標，對重點大氣污染控制區實施綜合整治。

(2)實行環保網格化管理。2013年年底前，全市建成“條塊結合、以塊為主、網格管理、職責明晰、責任到人”的環保網格化監管機制。落實屬地責任，強化各鄉鎮村、街道基層環保工作責任和工作力度，實現環保監管工作全覆蓋、無縫隙。

4 結論

(1)從2014年1～6月的數據來看，石家莊市PM10、PM2.5日均濃度平均值分別為257和145 μg/m3，分別為《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)二級標準的1.71和1.93倍，PM10、PM2.5濃度超標天數分別占總觀測天數的74.6%和70.2%；同時，2014年1～6月大氣中顆粒物的月均濃度同比2013年1～6月也有較為明顯的下降，但在全國范圍內仍屬于顆粒物污染嚴重的城市。

(2)2013年1～6月和2014年1～6月所有監測點位中PM2.5/PM10平均值分別為 47.7%和54.4%，說明目前石家莊市采取的大氣顆粒物減排措施對PM10起到較大作用，對PM2.5的減排措施還需要進一步加強。

(3)按照《石家莊市大氣污染防治攻堅行動方案(2013-2017)》制定的總體目標，堅持綜合施策，以壓煤、降塵、控車、遷企、減排、增綠6個方面為重點， 強力推進九大防治工程。借鑒2008年奧運保障時聯防聯控工作的經驗效果，建議研究制定各級政府、各級部門的一體化聯動機制，盡快建立一套區域綜合防治機制，實現省內及區域大氣污染的聯防聯控。

[1] 張文麗，徐東群，崔九思.大氣細顆粒物污染監測及其遺傳毒性研究[J].環境與健康雜志,2003，20(1):3-6.

[2] 董雪玲.大氣可吸入顆粒物對環境和人體健康的危害[J].資源產業,2004,6(5):50-53．

[3] 陸雅靜，王輝，鮑曉磊，等．石家莊市2005-2012年環境空氣質量變化及影響因素分析[J].河北工業科技,2014,31(5)：401-406.

[4] 曹鵬，王路光，崔立昌，等. 河北省大氣污染狀況分析及防治對策探討[J].煤炭與化工，2014，37(8)：144-148，152.

[5] 石蕊．石家莊空氣污染防治對策初探[J].中小企業管理與科技,2012(5)：78-80.

[6] 周學華，王哲，郝明圖，等．濟南市春季大氣顆粒物污染研究[J]．環境科學學報，2008，28(4):755-763.

[7] 王麗濤，潘雪梅，鄭佳，等．河北及周邊地區霾污染特征的模擬研究[J]．環境科學學報，2012，32(4):925-931.

[8] 魏巍，王麗濤，潘雪梅，等.河北城市霾污染來源的模擬研究[J].環境科學與技術，2013,36(2)：116-119.

[9] 石家莊市大氣污染防治攻堅行動方案(2013-2017).

Atmospheric Particulate Matter Pollution Characteristics and Countermeasures of Shijiazhuang

ZHANG Huan-kun1,2, NI Shuang-ying1, ZHANG Yan-fen3et al

(1. Hebei Provincial Environmental Scientific Research Institute, Shijiazhuang, Hebei 050037; 2. Hebei Zhengqi Engineering Center for Technology Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050037; 3. North China Electric Power University, Baoding, Hebei 071003)

In recent years the frequent occurrence of heavy pollution in Shijiazhuang, one of the major air pollutants is particulate matter. Based on PM10and PM2.5concentrations, daily variation law, changes of PM2.5/PM10during Jan.-Jun. in 2013 and 2014, the annual variation characteristics of atmospheric particulate matter pollution in Shijiazhuang were elaborated. The results showed that annual average concentrations of PM10, PM2.5in first half year of 2014 were 257 and 145 μg/m3respectively, decreased 2.4% and 14.7% compared with 2013, indicating that the atmospheric particulate matter emission reduction measures taken in Shijiazhuang have achieved initial success. The study can provide reference and basis for control of particulate matter pollution in the region.

Shijiazhuang; Atmospheric particulate matter; Pollution characteristics; Control measures

國家環境保護公益性行業科研專項(201409007)；國家科技支撐計劃課題(2014BAC23B00)。

張煥坤(1982- )，男，山東安丘人，工程師，碩士，從事大氣、廢水治理等方面的研究及環境影響評價工作。

2014-11-29

S 181.3

A

0517-6611(2015)02-235-03