鄭州市大氣污染原因及防治策略研究

張 志 袁彩鳳 時(shí)翔明

(河南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，鄭州 450004)

鄭州市大氣污染原因及防治策略研究

張 志 袁彩鳳 時(shí)翔明

(河南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，鄭州 450004)

本文分析鄭州市大氣污染原因，研究大氣污染防治策略。

鄭州市；大氣污染；防治策略

1 鄭州市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

2015年，74個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)第一階段監(jiān)測實(shí)施城市中，63個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，鄭州市位列空氣質(zhì)量相對(duì)較差城市第5位[1]。鄭州市在河南省18個(gè)地級(jí)市中PM2.5、PM10年均濃度排名均倒數(shù)第一，首要污染物為PM2.5[2，3]。

鄭州市大氣污染問題可追溯到1981年，1981-2002年[4]鄭州市監(jiān)測的TSP年均值波動(dòng)范圍為191～710μg/m3。2003年開始監(jiān)測PM10，其濃度為107μg/m3。2013年鄭州市在河南省率先監(jiān)測PM2.5，當(dāng)年P(guān)M2.5成為首要污染物。鄭州市2013-2015年全年優(yōu)良天數(shù)分別為127天、163天、138天[3]。

2 鄭州市大氣污染原因剖析

2.1 大氣污染概念

某地區(qū)排放的大氣污染物在空氣中累積及二次生成，超過大氣環(huán)境容量或空氣自凈能力，濃度超過空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，造成大氣污染。污染物排放是造成大氣污染的內(nèi)因；自凈能力是變化的客觀條件，受氣象因素影響，屬于外因；空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是判定空氣污染與否的指標(biāo)依據(jù)。例如，京津冀及周邊地區(qū)是大氣環(huán)境物嚴(yán)重超載的地區(qū)，2010年河南省PM2.5大氣環(huán)境容量為21.92萬噸，一次PM2.5排放量超過大氣環(huán)境容量150%以上[5]。

2.2 大氣污染物排放分析

鄭州市2013年排放PM2.5為4.39萬噸，污染源包括電廠源、工業(yè)源、交通源、居民源、建筑揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵等；首要來源為工業(yè)，貢獻(xiàn)率為44%，其次是電廠，貢獻(xiàn)率為17%；非金屬礦物制品、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)是PM2.5的主要行業(yè)貢獻(xiàn)，占比為53%[6]。從深層次分析，涉及能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、末端污染防治、城市公共建設(shè)等方面。鄭州市2015年規(guī)模以上企業(yè)消費(fèi)原煤3317萬噸[7]，對(duì)比北京市煤炭消費(fèi)總量為1165萬噸[8]，若加上燃燒散煤量，鄭州市煤炭消費(fèi)總量將超過北京市的3倍。鄭州市三次產(chǎn)業(yè)占比分別為2.1%、49.3%、48.6%[7]，北京市和上海市分別為0.6%、19.7%、79.7%和0.4%、31.8%、67.8%[9]。鄭州市2015年工業(yè)排放SO2、NOx、煙(粉)塵排放量依次為7.90萬噸、9.28萬噸、4.78萬噸[10]，北京市分別為2.21萬噸、2.69萬噸、1.30萬噸，鄭州市污染物排放總量是北京市的3-4倍。從污染防治資金投入及用途來看，鄭州市2015年大氣治理專項(xiàng)資金投入為4.93億元[11，12]，用途包括揚(yáng)塵治理、黃標(biāo)車淘汰、燃煤鍋爐拆改、水泥、火電行業(yè)治理、大氣環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)等多方面，北京市僅工業(yè)廢氣環(huán)境治理投入為6.68億元[9]。城市公共建設(shè)方面，2015年鄭州市燃?xì)馄占奥蕿?2%，人均公園綠地7.1m2[7]，河南省人均擁有公交車10.14標(biāo)臺(tái)[9]；對(duì)比北京市燃?xì)馄占奥蕿?00%，人均公園綠地16.0m2，人均擁有公交車24.58標(biāo)臺(tái)[9]。2015年鄭州市僅開通1條地鐵線路，長26千米，北京有18條地鐵線路，長約550千米。

2.3 氣象因素分析

自凈能力包括自然沉降、稀釋擴(kuò)散、風(fēng)力吹散、植物吸收、降水淋洗、光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化等，污染物快速凈化或消散主要受風(fēng)力、降水影響。大氣環(huán)境容量除考慮風(fēng)力、降水因素外，還需要考慮溫度變化、混合層高度、逆溫現(xiàn)象、大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。

2015年鄭州市發(fā)生重度污染及以上天數(shù)為50天，80%發(fā)生在冬季，最長一次持續(xù)時(shí)間為5天。除冬季供暖增排污染物的內(nèi)因外，冬季大氣環(huán)境容量較夏季更小是主要外因。鄭州市2015年降水天數(shù)約19%，夏季降水天數(shù)是冬天的2倍左右，冬季氣象條件更不利于污染物擴(kuò)散或消除。另外，混合層高度在冬季降低，也造成了大氣環(huán)境容量下降。有文獻(xiàn)報(bào)道[13]華北地區(qū)夏季混合層高度比冬季高約40%。

3 從內(nèi)因角度的防治策略

3.1 能源結(jié)構(gòu)改善

煤炭在鄭州市能源消費(fèi)中占很大比例，應(yīng)持續(xù)降低地區(qū)火電發(fā)電煤耗，提高高耗能行業(yè)用電效率，適當(dāng)從區(qū)域外調(diào)配電力，開展散煤替代，并提高天然氣使用，穩(wěn)步推廣地?zé)崮堋⑻柲苁褂茫岣呓ㄖ?jié)能水平，不斷改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

3.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

持續(xù)降低單位GDP能耗，增加第三產(chǎn)業(yè)占比。考慮利用鄭州市傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)優(yōu)勢，增加產(chǎn)業(yè)鏈，不斷向高精尖方向提升；利用交通互聯(lián)優(yōu)勢，加快交通物聯(lián)、電子信息、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、下一代互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.3 末端污染防治

加快工業(yè)鍋爐煙氣脫硫、低氮燃燒、高效除塵改造和中小燃煤鍋爐清潔能源替代，推廣燃煤超清潔技術(shù)利用，推進(jìn)燃煤電廠超潔凈排放工程建設(shè)。推進(jìn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)清潔生產(chǎn)和VOCs治理。加大揚(yáng)塵和農(nóng)業(yè)面源污染防治。不斷完善地方環(huán)保資金投入，爭取亞洲投資銀行、國家開發(fā)銀行等貸款，開展大氣污染防治。

3.4 改善城市公共設(shè)施

鄭州市作為區(qū)域中心城市，應(yīng)提升居民燃?xì)馄占奥剩黾尤司珗@綠地，減少場地暴露并抑制揚(yáng)塵，大力發(fā)展公共交通，減緩汽車尾氣排放。

4 從外因角度的防治策略

4.1 建設(shè)城市通風(fēng)廊道[14]

研究鄭州市氣候變化，城鄉(xiāng)晝夜熱島效應(yīng)，城市污染源和污染物傳輸聚集分布，結(jié)合城市總體規(guī)劃，建設(shè)鄭州城市通風(fēng)廊道，增加空氣流動(dòng)，提高空氣自凈能力或大氣環(huán)境容量，減少逆溫現(xiàn)象發(fā)生次數(shù)，打造“呼吸城市”。

4.2 增加綠植覆蓋率

增加樓頂、露(陽)臺(tái)、地面區(qū)域綠色植物覆蓋率[15]，擴(kuò)大顆粒物沉降面，加速揚(yáng)塵沉降，利用植物吸收、吸附能力，增強(qiáng)城市空氣凈化效率。建設(shè)多級(jí)空間城市，通過植物蒸騰作用，調(diào)節(jié)城市微環(huán)境對(duì)流循環(huán)。

4.3 應(yīng)急狀態(tài)高低空噴水作業(yè)

城市道路灑水，可降低道路顆粒物負(fù)荷，減少表層揚(yáng)塵；對(duì)拆遷工程或堆場實(shí)施噴淋，可抑制場地?fù)P塵。重污染應(yīng)急時(shí)可考慮通過直升機(jī)空中噴水作業(yè)，對(duì)重污染區(qū)域?qū)嵤┝芟矗档臀廴驹椿顒?dòng)水平、排放系數(shù)或空氣中污染物濃度。

5 結(jié) 論

城市大氣污染是污染物排放和多種氣象因素疊加的結(jié)果，大氣污染防治是一個(gè)復(fù)雜的工程，涉及到城市規(guī)劃、建設(shè)、市政管理、交通、能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)行業(yè)部門，需要政府、企事業(yè)單位、公眾形成合力。管理者必須從預(yù)防和減排大氣污染物入手，兼顧擴(kuò)充大氣環(huán)境容量，不斷提升城市大氣污染防治水平。

[1]2015中國環(huán)境狀況公報(bào)[EB/OL].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201606/W020160602411685220884.pdf .

[2]2015年河南省環(huán)境狀況公報(bào)[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21068/Default.aspx.

[3]鄭州市環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)(2013-2015年)[EB/OL].http：//www.zzepb.gov.cn/Article/id=155.

[4]河南省環(huán)境監(jiān)測中心站，河南省環(huán)境監(jiān)測年鑒(1981-2002年)[M].

[5]薛文博，付飛，王金南，等.基于全國城市PM2.5達(dá)標(biāo)約束的大氣環(huán)境容量模擬[J].中國環(huán)境科學(xué)，2014，34(10)：2490-2496.

[6]多克辛.大氣灰霾追因與防治對(duì)策——河南省大氣灰霾污染專項(xiàng)研究成果[M].中國環(huán)境出版社，2016，147-148.

[7]河南省統(tǒng)計(jì)局，國家統(tǒng)計(jì)局河南調(diào)查總隊(duì).河南統(tǒng)計(jì)年鑒2016[M].中國統(tǒng)計(jì)出版社，2016.

[8]國家統(tǒng)計(jì)局能源統(tǒng)計(jì)司.中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2016[M].中國統(tǒng)計(jì)出版社，2016.

[9]中國統(tǒng)計(jì)年鑒2016[EB/OL].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/

[10]2015年河南省環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21468/Default.aspx

[11]2015年大氣污染防治專項(xiàng)資金分配方案[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/324/InfoID/17509/Default.aspx

[12]關(guān)于2015年大氣污染防治專項(xiàng)資金擬分配方案的公示[EB/OB].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/17510/Default.aspx

[13]李夢(mèng).京津冀大氣混合層高度變化特征及其與細(xì)顆粒物的關(guān)系研究[D].南京信息工程大學(xué)，2015.

[14]任超.城市風(fēng)環(huán)境評(píng)估和風(fēng)道規(guī)劃——打造“呼吸城市”[M].中國建筑工業(yè)出版社，2016：217-218.

[15]張燕.城市大氣污染與防治策略探析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(1)：54-55.

Study on the Causes and Control Strategies of Air Pollution in Zhengzhou

ZHANG Zhi YUAN Caifeng SHI Xiangming

(Henan Research Academy of Environmental Science，Zhengzhou，450004，China)

The causes of air pollution in Zhengzhou are analyzed，and the control strategies are studied in this paper.

Zhengzhou；air pollution；control strategy

項(xiàng)目資助：河南省大氣污染控制基礎(chǔ)資料分析及補(bǔ)充調(diào)研

張志，碩士，工程師，研究方向?yàn)榇髿狻⑺廴痉乐闻c規(guī)劃

袁彩鳳，碩士，教授級(jí)高工，研究方向?yàn)榄h(huán)境規(guī)劃

文獻(xiàn)格式：張 志 等.鄭州市大氣污染原因及防治策略研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(4)：180-181.

X21

A

1673-288X(2017)04-0180-02