重慶主城區城鄉結合部大氣污染成因調查及污染防治對策研究

趙紅靜，李春燕，張丹，王儉，李斗果，喬雷

(1.重慶市環境保護局，重慶 401147；2.重慶市環境科學研究院，重慶 401147；3.重慶市生態環境監測中心，重慶 401147)

重慶主城區城鄉結合部大氣污染成因調查及污染防治對策研究

趙紅靜1，李春燕2，張丹1，王儉3，李斗果3，喬雷2

(1.重慶市環境保護局，重慶 401147；2.重慶市環境科學研究院，重慶 401147；3.重慶市生態環境監測中心，重慶 401147)

城鎮與農村結合的區域由于其特殊性，其污染防治問題日益突出。從區域環境空氣質量監測數據分析，污染物主要以細顆粒物(PM2.5)和可吸入顆粒物(PM10)為主，SO2、NOx、CO等較主城區偏高；重慶典型城鄉結合區域的大氣污染問題的調查結果表明，秸稈焚燒、散煤的使用以及小型生產型單位排放是城鄉結合區域局地大氣污染的重要來源；提出了控制揚塵、秸稈綜合利用、能源結構優化等城鄉結合區域污染防治對策。

城鄉結合部；大氣污染防治；大氣環境空氣質量

重慶市是我國早期的六大工業基地之一，歷史形成的工業產業結構落后，污染物排放復雜。同時，作為典型的內陸山地城市群，具有逆溫頻繁、擴散條件差、多云霧、下墊面復雜等特殊的地理氣象條件，使得重慶成為我國霧霾易發的重點區域之一。目前，重慶大氣污染治理面臨諸多挑戰，特別是大企業環保搬遷和快速城市化發展進程下城鄉結合區域的大氣環境污染問題日益突出。本文就典型的重慶城鄉結合區域的污染問題進行調查，并依此開展了治理對策的研究與探討。

1 重慶主城區空氣質量現狀及面臨的調整

1.1主城區空氣質量現狀概述

近年來，特別是2013年實施國務院《大氣污染防治行動計劃》和執行空氣質量新標準以來，重慶市通過大力實施 “創建國家環保模范城市”、“藍天行動”等系列工程，重慶主城區環境空氣質量得到顯著改善，空氣污染形勢依然嚴峻。隨著社會經濟的快速發展，受特殊的氣象條件和污染物排放的疊加影響，以冬春季細顆粒物(PM2.5)和夏秋季臭氧(O3)為代表的城市大氣復合型污染凸顯，成為制約空氣質量持續改善的決定因素。重慶冬春季PM10和PM2.5易超標，且濃度居高難下，2015年主城區PM2.5年均值目前仍然超標62.9%，PM10超標24.3%。而夏秋季臭氧(O3)濃度超標頻發，2016年僅6、7兩個月超標天數就超過8天。除了顆粒物和臭氧外，2015年主城區二氧化氮年均值達到45 μg/m3，超標12.5%，復合污染問題進一步加重。

1.2城鄉結合區域大氣污染現狀概述

重慶市因擔負庫區發展的歷史原因，是典型的“大城市帶大農村”二元社會結構。就主城區而言，雖然大氣污染問題正逐步得以控制，環境空氣質量改善趨勢明顯。但是隨著城市的發展，城鎮化進程的加快，城鎮和農村人口在城鄉結合部聚集，小散企業突起，基礎設施落后，環境管理相對薄弱，大氣環境問題日益突出[1]。特別是在主城區重工業退城入園和高排放污染源關閉后，城市污染呈現向郊區轉移的態勢[2]。在城鄉結合部，垃圾焚燒、秸稈燃燒、家庭作坊、林業病蟲害樹枝焚燒等落后的生活和生產處置方式產生的有害氣體及顆粒物已成為霧霾天氣形成的污染源之一。

經過前期的調查及資料收集，表明城鄉結合部的大氣污染主要以復合型污染為主，主要來源有：一是小型企業尤其是作坊式企業生產產生的煙粉塵、揮發性有機廢氣等；二是因城市開發或道路建設導致施工和道路揚塵污染；三是基礎設施不完善造成居民無法使用清潔能源，存在散煤燃燒污染；四是露天焚燒問題突出，焚燒垃圾、枯草、樹葉、秸稈等情況時有發生。此類區域的污染排放不僅影響局地環境空氣質量，而且通過大氣傳輸將影響主城區的大氣環境質量[3]。

目前，重慶市主城的城鄉結合部主要分布在沙坪壩區的歌樂山、雙碑、上橋、磁器口、大學城；江北區的溉瀾溪、石馬河、大竹林；南岸區的雞冠石、茶園；九龍坡區的黃桷坪、中梁山、白市驛；北碚區的龍鳳橋；渝北區的龍溪鎮、禮嘉等區域，并有向緊鄰主城的城市發展新區延伸之勢。

2 典型城鄉結合區域大氣污染治理問題解析

城鄉結合部大氣污染的特征既有城市化特征，又有農村特征，主要存在原煤散燒低空直排、“小散亂污”企業無組織排放、工地道路揚塵、垃圾秸稈露天焚燒等污染問題，部分區域還存在大型柴油車超標排放問題。這些問題均是城鄉結合部大氣污染防治的重點，為了理清思路，本文特選擇了重慶市典型城鄉結合部——歌樂山鎮的龍井灣作為調查和分析的對象，摸清污染源及源強，研究治理的方式及對策。

2.1典型城鄉結合區域環境空氣質量分析

歌樂山鎮坐落在沙坪壩區中部的歌樂山上，轄5個行政村(農村居民2.3萬人)、3個社區居委會(城鎮居民1.1萬人)，地區總人口8萬余人。全鎮現有以建材、汽摩配、塑料制品、食品、醫藥為主的工業企業700余家，基本形成門類齊全，品種繁多，多種經濟成份并存的格局，具有典型的經濟工業化、農村城市化特點。而此次研究的龍井灣區域靠近天池，處于歌樂山山腰之上。

龍井灣為二類環境空氣功能區，執行《環境空氣質量標準》(GB 3095—2012)。 2015年和2016年龍井灣空氣質量等級分布如圖1所示。2015年，龍井灣區域空氣優良天數為260 d，2016年為278 d，比上年增加18 d。相比于2015年，2016年龍井灣站點中度污染和重度污染的比例下降明顯，輕度污染天數有所增加，優良天數比例基本持平。

圖1 龍井灣區域空氣質量等級分布比例圖Fig.1 Area air quality grade distribution chart of Longjing Bay

從龍井灣站點2015年1月—2017年3月PM10和PM2.5日均值濃度變化趨勢分析，無論是從日均質量濃度值超標頻次，還是從首要污染物頻次來說，顆粒物尤其是細顆粒物(PM2.5)是影響龍井灣環境空氣質量的重點污染物。顆粒物污染呈現明顯的季節性規律，即每年的冬春季(當年11月至次年2月)。

圖2 龍井灣區域2015年1月—2017年3月PM2.5濃度變化趨勢圖Fig.2 Longjing Bay Area in January 2015-March 2017 in the trend of PM2.5 concentration diagram

臭氧(O3)和二氧化氮(NO2)是除顆粒物之外主要影響龍井灣空氣質量的兩種重要污染物。

圖3 龍井灣站點2015年1月—2017年3月O3濃度變化趨勢圖Fig.3 Longjing Bay Area in January 2015-March 2017 in the trend of O3 concentration diagram

從龍井灣站點2015年1月—2017年3月O3濃度變化趨勢圖可以看出，臭氧是除了PM2.5之外的第二種主要污染物，超標頻次較高，臭氧的超標時段主要在每年的4月到8月。這可能是由于夏季太陽紫外輻射強烈，有利于空氣中的氮氧化物和揮發性有機物(如烴類)等物質發生反應，產生臭氧和其它有機物(如醛類)等。從龍井灣站點2015年1月—2017年3月NO2濃度變化趨勢圖可以看出，除2015年1月份少量超標外，其余時間均達到空氣質量二級標準值，且也呈現季節性規律變化趨勢。

圖4 龍井灣站點2015年1月—2017年3月NO2濃度變化趨勢圖Fig.4 Longjing Bay Area in January 2015-March 2017 in the trend of NO2concentration diagram

龍井灣站點2015年1月—2017年3月環境空氣中二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)日均質量濃度在1—3月較高且波動較大，其余月份日均質量濃度低且波動較小。

綜上所述，影響龍井灣環境空氣質量的主要污染物是細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)和臭氧(O3)。細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)夏秋季低于春冬季；臭氧(O3)(8 h)呈現上半年逐月上升、下半年逐月下降的兩頭底、中間高的變化趨勢。

2.2典型城鄉結合區域大氣污染現狀調查

以龍井灣所在的天池小學本次以歌樂山鎮龍井灣站點周邊1 km為研究對象(研究范圍詳見圖5)。調查范圍內涉及天池村和歌樂村兩個村，總戶數1820戶，常住人口數量4953 人，耕地面積約1465畝。其中，天池村耕地面積1235畝，以種植蔬菜、經濟作物為主，歌樂村耕地面積230畝，以種植玉米、海椒、豇豆、西紅柿、窩筍、蓮白為主。500 m范圍內僅涉及天池村。龍井灣調查區域范圍內使用清潔能源1555戶，使用非清潔能源65戶，其中500 m范圍內使用非清潔能源12戶、共計常駐人口28人，以煤作為主要能源，分布在距離站點200～500 m范圍內。其余35個小型作坊，以天然氣為主要能源有22家，其余13家使用電及其他能源。500 m范圍內18家小型作坊中，8家使用天然氣，其余使用電及其他能源。

圖5 龍井灣周邊研究區域Fig.5 The Research Area Around Longjing Bay

調查范圍內秸稈年產量為12 175 kg，其中天池村秸稈年產量3 175 kg，秸稈類型以玉米桿為主，利用方式為堆肥；歌樂村秸為9 000 kg，秸稈類型包括玉米、海椒、豇豆、西紅柿，利用方式包括家庭燃料、焚燒和堆肥，焚燒的主要時段為7:00—18:00。

此外，對調查范圍內其他生活污染源也進行了調查，主要以餐飲業油煙為主，同時也存在部門家具廠等小型作坊。

表1 歌樂山鎮龍井灣調查區域居民其他大氣污染源調查表

2.3典型城鄉結合區域大氣污染問題分析

根據調研結果，龍井灣調查區域大氣污染源主要有以下幾個方面:

(1)煤的燃燒

龍井灣空氣質量監測點周邊1 km范圍內使用清潔能源1555戶，使用煤作為能源的65戶，常駐人口165人，根據陳蓓等人對重慶農村能源消費結構及現狀調查研究[4]，農村人均用煤400～650 kg/(人·a)，本次計算取500 kg/(人·a)。根據《民用煤大氣污染物排放清單編制技術指南中的附錄C民用煤排放系數推薦值，進行計算，假設全部使用型煤，則龍井灣調查區域內燃煤排放SO2280.5 kg、NOx66 kg、VOCs90.75 kg、PM1090.75 kg、PM2.566 kg。

(2)秸稈焚燒

根據《生物質燃燒源大氣污染物排放清單編制技術指南》中的生物質開放燃燒排放系數匯總，對龍井灣站點周邊的秸稈焚燒產生的污染物進行計算。據統計，龍井灣調查區域秸稈年產生量為12 175 kg，假如全部采取露天焚燒方式，則產生的大氣污染物情況如表2所示。

表2 秸稈焚燒大氣污染物排放量計算

3 城鄉結合區域大氣污染防控對策

解決城鄉結合部露天焚燒、非清潔能源使用等問題必須突破城鄉二元管理體制，強化環境執法監管，并通過調整能源結構、優化生產布局、提高建設管理水平等措施減少城鄉結合部大氣污染。

(1)優化生產布局減少工業污染

城鄉結合部具有城鄉二元互動特點，行業分布廣泛，管理難度較大。把城鄉結合部的“小散亂污”企業，以工業區形式布局在整體規劃中的鄉鎮工業區，這些企業的集中使得污染源集中，便于管理和治理。結合經濟體制改革，調整不合理的產業結構，通過行政手段及技術支援、優惠政策等措施，對規模小、能耗大、污染嚴重的企業分別實行關、停、并、轉，改革落后工藝設備，促使企業轉變產業結構，減少工業污染。同時，加強現有企業的環境監管，實現源頭、工藝、末端全過程管理。

(2)調整能源結構減少燃煤污染

城鄉結合部因供氣管網建設還不完善，居民使用煤、柴等非清潔能源的情況較多，容易產生顆粒物、二氧化硫等污染物，影響空氣質量。需要加快推進基礎設施建設，調整能源結構，減少非清潔能源的使用，推行煤改電，煤改氣，從根本上消除污染[5]。

(3)推進秸稈、枯草綜合利用減少生活污染

城鄉結合部居民種植農作物產生的秸稈、枯草等，一般都被直接于田間焚燒，產生大量濃煙，排放二氧化硫、一氧化碳、甲烷、細微顆粒物等有毒有害氣體和懸浮物，造成嚴重的空氣質量問題與環境污染問題。針對這一問題，一方面，強化焚燒監管。另一方面，要因地制宜，找出破解秸稈和枯草資源化利用的關鍵環節，建立補貼機制、創新工作方法，考慮粉碎還田、有機堆肥等方式綜合利用。

(4)強化城市管理減少揚塵污染

針對城鄉結合部建筑施工量大的問題，要提高該區域揚塵監管水平，保持監管力度不衰減，確保揚塵控制措施落到實處。同時，提高城鄉結合部道路的硬化、黑化水平，加強清掃保潔，減少土路、破損道路揚塵污染[6]。

(5)增強監管能力

突破城鄉二元管理體制，在明確各級政府和各部門職責的基礎上，發揮基層環保力量，做到層層落實環境管理責任。加大環保資金投入，完善環境治理設施建設，加強城鄉結合部環境監測能力建設。發揮基層環保組織和新聞媒介的作用，通過圖片展覽、錄像、畫冊等方式，廣泛深入地開展環保宣傳，促使企業主和居民認識到應當承擔的環保責任和義務。

總之，城鄉結合部大氣環境治理是一個復雜的系統工程，政府部門要建立切實有效的執法管理體制，并且得以落實。企業和公眾要有環境保護的意識，同時有效治理“小散亂污”的工業污染，有效遏制燃煤和秸稈垃圾焚燒的污染，揚塵污染得到進一步控制，實現PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物的減排，改善該區域和主城大氣環境質量，這樣才能實現城鄉結合部環境和經濟的良性互動。

[1] 任遠增, 鈕菊生. 蘇州市城鄉結合部生態治理存在問題及其對策[J]. 蘇州教育學院學報, 2013, 30(4): 30- 35.

[2] 顧華東. 城鄉結合部環境污染狀況及治理對策[J]. 華夏星火, 2004(9): 73- 74.

[3] 曹國選. 郴州市城鄉結合部生態環境的調查研究[J]. 農業現代化研究, 2006, 27(9): 110- 113.

[4] 陳蓓， 程川， 任紹光. 重慶農村能源消費結構及現狀調查[J]. 能源研究與利用， 2004(6)： 47-50.

[5] 丁冬麗. 淺談我國環境空氣質量改善及治理措施[J]. 科技經濟導刊, 2016(31): 104.

[6] 楊志, 陳靜, 李軍, 等. 武昌區環境空氣質量變化趨勢及治理對策[J]. 環境科學與管理, 2010, 35(3): 34- 36.

Investigation of Air Pollution and Countermeasures of Pollution Control in Urban and Rural Fringe of Central Districts of Chongqing

ZHAO Hong-jing1, LI Chun-yan2, ZHANG Dan1, WANG Jian2, LI Dou-guo2, QIAO Lei3

(1.Chongqing Environmental Protection Bureau,Chongqing 401147, China; 2.Chongqing Academy of Environmental Science, Chongqing 401147,China; 3.Ecological and Environmental Monitoring Center of Chongqing, Chongqing 401147, China)

In the combination of urban and rural areas because of its particular nature, prevention of its pollution problems have become increasingly prominent. From the regional air quality monitoring data analysis, mainly in fine particulate matter (PM2.5) and respirable particulate matter (PM10), and SO2, NOx, CO and other main urban areas is too high, typical problem of air pollution in urban areas of Chongqing’s findings show that straw burning, Coal use and small emissions per unit of production is an important source of local air pollution in urban areas; proposed to control dust, straw, energy optimization and other pollution control measures in urban areas.

countermeasures ;urban fringe area; air Pollution

10.14068/j.ceia.2017.05.014

X321

： A

： 2095-6444(2017)05-0063-06

2017-06-28

環境保護部行業專項資助“我國大氣重污染的區域特征與空氣質量管理分區研究”(201509001)

趙紅靜(1976—)，女，重慶人，工程師，主要研究方向為大氣污染防治，E-mail：zjzhj@163.com

喬雷(1983—)，男，重慶人，博士，高級工程師，主要研究方向為污染防治政策與技術，E-mail：cquqiaolei@163.com