石家莊市大氣污染成因探析

張兵楊俊趙旭陽孫中偉

（1石家莊學院資源與環(huán)境系 河北石家莊 050035 2石家莊市第十七中學 河北石家莊 050050)

石家莊市大氣污染成因探析

張兵1楊俊2趙旭陽1孫中偉1

（1石家莊學院資源與環(huán)境系 河北石家莊 050035 2石家莊市第十七中學 河北石家莊 050050)

自2013年初以來，石家莊市的空氣質(zhì)量急轉直下，在年底環(huán)保部發(fā)布的年度空氣質(zhì)量排行榜上排名倒數(shù)第二，一年中空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)竟然只有43天，這宣告了石家莊市對大氣污染治理多年努力的失敗。經(jīng)過政府和社會各界的持續(xù)努力，2014年石家莊的空氣質(zhì)量雖有所好轉，但石家莊大氣污染依然很嚴重。持續(xù)、嚴重且頻繁出現(xiàn)的霧霾在人們心里已逐漸演化成了揮之不去的陰霾。本文通過對多組相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，探索了石家莊市霧霾天氣產(chǎn)生的深層次原因，旨在為石家莊市霧霾持續(xù)有效的治理提供有益的參考。

石家莊市；霧霾成因；能源結構；產(chǎn)業(yè)結構

1 引言

據(jù)石家莊環(huán)保局發(fā)布的信息，2012年石家莊空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為322天，但是，2013年石家莊的空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)卻僅為43天，經(jīng)過政府和人民的共同努力，2014年，石家莊空氣質(zhì)量比上年有所好轉[1]，優(yōu)良天數(shù)達到了114天，比2013年增加了71天，重污染天數(shù)比上年減少51天，優(yōu)良率也達到了31.2%，但是，據(jù)環(huán)保部每年發(fā)布的京津冀、長三角、珠三角區(qū)域和直轄市、省會城市及計劃單列市共74個城市空氣質(zhì)量狀況數(shù)據(jù)顯示，2013年石家莊的空氣質(zhì)量排名為倒數(shù)第2位，2014年則為倒數(shù)3位，相較2013年上升了一個位次，但總的來說石家莊市空氣質(zhì)量的較差的狀況沒有得到明顯的改善。如果將2013、2014年的石家莊市空氣質(zhì)量和2012年的相比，可以看出，在短短的時間內(nèi)，石家莊的空氣質(zhì)量表面上看發(fā)生了巨大的改變，客觀上，這是和2013年新實施的環(huán)境空氣質(zhì)量標準項目增加了，標準變嚴了有一定的關系，但其根本原因卻是深層次的。

2 石家莊市大氣污染的成因

2013年石家莊市政府委托“南開大學國家環(huán)境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室”對石家莊霧霾產(chǎn)生根源進行解析[2]，解析的時間跨度為2013年2月至2014年4月。2014年8月石家莊市政府向社會公布了通過了國家環(huán)保部、中國科學院、中國工程院權威專家論證后的污染源解析結果，解析結果顯示：“石家莊市PM2.5的23%至30%來自區(qū)域污染傳輸，70%至77%來自本地污染。在本地來源中，燃煤（28.5%）、工業(yè)生產(chǎn)（25.2%）、揚塵（22.5%）、機動車（15.0%）成主因，其它生物質(zhì)燃燒、餐飲、農(nóng)業(yè)等占比8.8%；石家莊市PM10的10%至15%為外地輸入。本地來源中揚塵（37.5%）、燃煤（25.0%）、工業(yè)生產(chǎn)（20.5%）占據(jù)前三位，機動車為12.5%、其它生物質(zhì)燃燒、餐飲、農(nóng)業(yè)等占比4.5%。其中PM10造成的污染比較嚴重，2013年PM10作為該市空氣首要污染物達到200多天”，下面主要對石家莊市本地污染源中導致霧霾產(chǎn)生的主要原因進行深入的分析，找出污染源產(chǎn)生的內(nèi)在原因。

2.1 產(chǎn)業(yè)結構與能源結構不合理

根據(jù)《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》（GB/T4754-2002）標準，通常主要將國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)劃分為三類，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，其中第一產(chǎn)業(yè)包括指農(nóng)、林、牧、漁業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)包括指采礦業(yè)，制造業(yè)，電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)，建筑業(yè)；第三產(chǎn)業(yè)主要包括：交通運輸批發(fā)和零售業(yè)，住宿和餐飲業(yè)，金融業(yè)，房地產(chǎn)業(yè)，租賃和商務服務業(yè)，居民服務和其他服務業(yè)等。

據(jù)石家莊統(tǒng)計局歷年《石家莊統(tǒng)計年鑒》[3-6]可知，2011年石家莊市第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占石家莊國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的10.1%，其能源消費占了消費總量的0.20%；第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占全省的49.8%，能源消費占了81.6%；第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占40.1%，能源消費占了18.20%，2012年，第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)占國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的比例分別是10.0%，49.8%和40.2%，2013年則分別為9.8%，47.2%和43.0%，其能源消費比例并沒有太多的變化，仍然是第二產(chǎn)業(yè)能源消耗占比超過80%。下圖1、圖2描述了石家莊近三年三大產(chǎn)業(yè)國民生產(chǎn)總值數(shù)額及其各自所占的比例。

圖1 石家莊市各產(chǎn)業(yè)近三年國民生產(chǎn)總值

圖2 石家莊市各產(chǎn)業(yè)近三年國民生產(chǎn)總值百分比

從上面的比例結構可以看出，石家莊市的第二產(chǎn)業(yè)所占的比重過大，第三產(chǎn)業(yè)還不夠發(fā)達，在世界范圍內(nèi)的統(tǒng)計結果顯示：合理的產(chǎn)業(yè)結構比例應該是國家的第一產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)生產(chǎn)總值中所占的比重很小，而第二和第三產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)生產(chǎn)總值中所占的比重則會很大；隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，第三產(chǎn)業(yè)所占的比重則會繼續(xù)增大，當前世界各國第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的平均比例是5%、31%、64%[7]，因此從當前石家莊市的產(chǎn)業(yè)結構比例上看，其分布還很不合理，第一產(chǎn)業(yè)比重過高，第三產(chǎn)業(yè)的比重又過低。從近幾年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，石家莊市第二產(chǎn)業(yè)國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值占比最高，其中多數(shù)又是高耗能的產(chǎn)業(yè)如鋼鐵、水泥、石化、熱電、冶金、醫(yī)藥等，其能源消耗占了能源總消耗量的80%以上，2012年石家莊市一次能源消費中，煤炭消耗總量為6100×104t，占一次能源消費的比重達85.06%，而這一年的國內(nèi)能源消費中煤炭占比平均則為67%，因此，石家莊的煤炭消耗在能源消費結構中所占比例明顯過高，比全國平均值多了18.06個百分點，從總量上看，當年北京年燃煤量為2000×104t，西安為2100×104t，鄭州為3500×104t，太原為4100×104t，2012年石家莊僅23家熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)和7座冬季供熱站年耗煤就高達2390×104t，超過了北京或西安全年的煤炭消耗總量。雖然通過一系列的節(jié)能減排措施，2013年石家莊市煤炭消耗消減了300×104t，降為5800×104t，但能源消費中煤炭消耗的總量依然很大，情況沒有得到有效的扭轉。下面對2013年石家莊市與其他部分省會城市的工業(yè)污染物

排放物做一個對比[8]，見表1。

表1 2013年石家莊市與部分省會城市工業(yè)污染排放物比較表城市

從上面的表格可以看出，2013年石家莊工業(yè)二氧化硫排放量是鄭州的1.27倍，太原的1.77倍，長沙的8.48倍，工業(yè)煙（粉）塵排放量是鄭州的1.92倍，太原的2.34倍，長沙的8.26倍，而太原、鄭州、武漢、長沙等城市的空氣質(zhì)量本身也不是很好，也是經(jīng)常上全國空氣質(zhì)量最差十城市排行榜的，通過對比，可知石家莊空氣污染情況更為糟糕的部分原因所在。

2.2 機動車數(shù)量保有量大且增長過快

近幾年，石家莊市機動車數(shù)量增長速度非常快，某些年份甚至達到了20%以上，而北京市在機動車在搖號購買之前的增長速度為每年13.34%。據(jù)石家莊交管局提供的數(shù)據(jù)顯示，2010年石家莊全市機動車保有量為1623332輛，市區(qū)內(nèi)機動車登記數(shù)量則為421000輛，而到了2013年，石家莊全市機動車保有量為1900000輛，市區(qū)內(nèi)機動車登記數(shù)量則為620000輛，僅2013年第一季度，石家莊市新增機動車超過6萬輛，平均每月注冊新車超過2萬輛，這意味著，石家莊月均新增機動車數(shù)量與北京每月2萬輛的搖號配額基本持平。機動車數(shù)量如此井噴式的增長，給石家莊的空氣質(zhì)量和道路交通帶來嚴重的影響，因此石家莊市政府適時的制定了《石家莊市控制機動車保有量工作方案》，方案要求：石家莊市機動車保有量到2014年底控制在 200萬輛左右，隨后每年新增機動車數(shù)量將會控制在10萬輛附近。下圖3為近幾年石家莊全市及市區(qū)機動保有量統(tǒng)計圖。

圖3 石家莊全市及市區(qū)機動車保有量

從上圖可以看出，2010年到2014年石家莊不論是在全市范圍內(nèi)還是在市區(qū)范圍內(nèi)，其機動車數(shù)量都近似呈直線增長，到2014年底石家莊市機動車數(shù)量總數(shù)已經(jīng)很大，達到了200萬輛。隨著機動車數(shù)量的年年快速增長，近幾年，石家莊市機動車尾氣在大氣污染中所占比例也在逐年增加。根據(jù)環(huán)保專家的介紹，機動車是低空流動排放的污染源，汽車尾氣中的污染物主要有氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳和PM2.5這四種，其中碳氫化合物和一氧化碳在空氣污染總量中的占比都很大。數(shù)據(jù)顯示，每燃燒一升汽油，可產(chǎn)生10m3的尾氣(12.9kg)。2014石家莊市區(qū)機動車保有量已到達在70萬輛以上[9]，如果加上過境車輛，這個數(shù)字將會更高，目前石家莊市機動車中除了排量較小的小型機動車外，還有相當一部分車輛是黃牌大型車輛、重型車輛，其尾氣排放量是小型機動車的數(shù)倍。如果按照每輛車每年行駛8000km、每百公里燃油(93#汽油)9L計算，市區(qū)登記的70萬輛機動車，每年就耗油5.04×108L。每升汽油燃燒產(chǎn)生12.9kg尾氣，70萬輛車每年將產(chǎn)生汽車尾氣650.16×104t，平均到每天為1.78×104t。

2.3 油品標準低

根據(jù)上述分析，石家莊市的汽車保有量大的直接結果是其每天造成的污染物排放量就會很大，事實上，汽車尾氣污染物的排放量雖然和汽車保有量有最直接的關系，但同時也和其使用的汽柴油標準有很大的關聯(lián)，石家莊市直到2013年10月才開始供應國Ⅳ標準汽柴油，之前一直供應的是國Ⅲ標準油品，國Ⅲ油的含硫量為500ppm(相當于一噸燃油中含硫500g)，而國Ⅳ油的含硫量則為50ppm(相當于一噸燃油中含硫50g)，國Ⅲ油和國Ⅳ油品相比其苯含量、烯烴含量、錳含量等污染物指標也高出許多。而北京市在2013年9月，天津市在2014年10月已將油品升級至了國Ⅴ標準，其含硫量降至到10ppm，和國Ⅳ油相比含硫量下降了5倍，其它污染物指標也將下降很多。油品質(zhì)量最直接影響的是氮氧化物的排放量，油品質(zhì)量提高，燃燒將更會加充分，因此可以直接減少尾氣中PM2.5的排放。據(jù)有關資料顯示，使用國Ⅲ油的氮氧化物排放量比使用國Ⅳ油的氮氧化物排放量高出30%左右。

2.4 城市建設大拆大建

近年來，隨著房地產(chǎn)的快速增長和GDP發(fā)展的需要，大量的在建工地意味著揚塵的成倍增加和對高污染行業(yè)的鋼鐵、水泥、玻璃等各種建筑材料的大量需求，事實上，每一次拆挖和建設都意味著城市污染總量的增加。按照石家莊市環(huán)保局的數(shù)據(jù)，2012年，市區(qū)大氣降塵量月平均值高達16.91t/km2。而2013年石家莊市空氣質(zhì)量的首要污染物排在首位的是PM10，其作為空氣首要污染物達到200多天，這說明了石家莊市揚塵污染的嚴重以及城市大拆大建對空氣質(zhì)量所帶來的巨大影響。

2.5 特殊的地理位置

獨特的地理區(qū)位致使石家莊城區(qū)空氣污染物不易擴散，且受各種尺度外來污染物輸送明顯。石家莊的西部陽泉至太原盆地之間為一兩山之間的峽谷地帶，是西南風攜帶污染物進入石家莊地區(qū)的主要通道，同時，石家莊西部太行山區(qū)有一明顯的山風輸送風帶，河北平原有東北風、西風、南南東風三支風帶向石家莊山坳地區(qū)匯聚，造成河北平原大范圍地區(qū)排放的污染物向石家莊區(qū)域搬運匯聚，此外，受西風帶及太行山背風坡地形的影響，在河北平原常形成各種類型的地形低壓。地形低壓形成的氣旋流場彎曲最明顯的輻合區(qū)常位于石家莊附近，造成該地區(qū)污染物的聚合。由于上述地理條件原因，在惡劣的氣象條件下，外來區(qū)域傳輸?shù)奈廴疚锛由媳镜貐^(qū)自身所產(chǎn)生的數(shù)量巨大的污染物累積在石家莊市上空，在靜風的天氣條件下無處擴散。

3 結語

霧霾天氣產(chǎn)生原因是多方面的，本文從石家莊市的產(chǎn)業(yè)結構和能源結構方面、機動車尾氣排放及其燃油標準方面、城市建設以及地理位置方面著手，通過對多組數(shù)據(jù)的分析，解釋了石家莊市霧霾產(chǎn)生的主要原因。當然，霧霾的形成非“一日之功”，治霾也更非一朝一夕之事，在弄清大氣污染成因之后，只要能夠“對癥下藥，”在政府的主導下，在全體人民的參與下，并持之以恒，石家莊市的大氣環(huán)境一定會呈現(xiàn)好轉趨勢，石家莊市傾力打造天更藍、地更綠、水更清、景更美的生態(tài)宜居環(huán)境（“碧水藍天”）計劃也會早日實現(xiàn)。

[1]崔虹.2014年河北省會石家莊空氣質(zhì)量優(yōu)良率達31.2%[EB/OL].新華網(wǎng)河北頻道，http：//www.he.xinhuanet.com/news/2015-01/17/c_ 1114028368.htm.2015-01-17.[2]顏曉麗編輯，石家莊空氣污染源最新分析∶燃煤是PM2.5元兇[EB/OL].燕趙都市網(wǎng)，http∶//yanzhao.yzhao.yzdsb.com.cn/system/2014/ 08/29/013887721.shtml.2014-08-30.

[3]石家莊市統(tǒng)計局國家統(tǒng)計局石家莊調(diào)查隊編.石家莊統(tǒng)計年鑒（2011）[M].中國統(tǒng)計出版社，2012.08.

[4]石家莊市統(tǒng)計局國家統(tǒng)計局石家莊調(diào)查隊編.石家莊統(tǒng)計年鑒（2012）[M].中國統(tǒng)計出版社，2013.08.

[5]石家莊市統(tǒng)計局國家統(tǒng)計局石家莊調(diào)查隊編.石家莊統(tǒng)計年鑒（2013）[M].中國統(tǒng)計出版社，2014.08.

[6]蘇銀增,楊景祥,彭建強,主編.河北經(jīng)濟年鑒2013[M].中國統(tǒng)計出版社,2013.09.

[7]陳耀.世界發(fā)達國家二、三產(chǎn)業(yè)關系的演變與啟示[J].經(jīng)濟縱橫, 2007（8)：53-57.

[8]國家統(tǒng)計局城市社會經(jīng)濟統(tǒng)計司編.中國城市統(tǒng)計年鑒2013 [M]，中國統(tǒng)計出版社,2014,03.

[9]郭曉峰,王昱森.石家莊二環(huán)內(nèi)機動車已超70萬輛 1/3扎堆一環(huán)內(nèi)[EB/OL].石家莊搜狐焦點網(wǎng)（來源：河北日報），http∶//sjz.focus. cn/news/2014-12-12/5863317.html.2014-12-12.

[10]張清華.環(huán)境專家釋疑石家莊大氣污染 山坳地形是主因[EB/OL].燕趙都市網(wǎng)（來源：河北日報），http∶//yanzhao.yzhao.yzdsb. com.cn/system/2014/08/29/013887721.shtml,2012-09-08.

[11]劉翠，薛科社.西安市霧霾天氣成因及治理措施分析[J].地下水,2013,35（3）∶220-221.

[12]殷挺凱.霧霾災害的成因分析及防治措施[J].經(jīng)濟研究導刊, 2013,(13)∶259-260．

張兵（1979—），男，漢族，河南潢川縣人，講師，博士研究生，主要從事礦山開采沉陷預計與環(huán)境監(jiān)測方面的教學與研究工作。