秸稈焚燒對空氣質量影響的分析

摘要：空氣質量污染是一個綜合性的問題，本文通過對我市綜合指數、PM10、PM2.5月均濃度排名及其中各子站污染物貢獻率進行分析，找明我市空氣質量變化的原因，以期為管理部門科學決策提供依據

關鍵字：空氣質量；秸稈焚燒；貢獻率

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）05-0129-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.077

Abstract： Air quality pollution is a comprehensive issue， this article through the comprehensive index of our city， PM10， PM2.5 monthly average concentration of listed titles and the number of middle-class residential property insurance pay rates. Find out the reasons for the change of air quality in our city and provide the basis for scientific decision-making by the management department.

Keywords： Air quality； Straw incineration； Contribution rate

1 遼陽市3月空氣質量概述及分析

2017年3月，我市綜合指數為7.03，同比惡化26.9%；PM10月均濃度為126μg/m3，排名第13位，同比惡化7.7%；PM2.5月均濃度為82μg/m3，排名第12位，同比惡化70.8%。其中各子站污染物濃度及貢獻率等見下表：

其中：K為單種污染物的貢獻率，y為各子站3月份31天的每日平均濃度，i為第一天開始的污染物濃度，Xi為每日濃度從i=1開始疊加直至y為止；n為全市每日平均值濃度，z為第一天開始濃度，Xz為每日濃度從z=1開始累積直至n為止。

由表1可知，鐵西工業園區不論PM10還是PM2.5貢獻率均是4個子站中最高的，且與月均值相比正向增長率也是最高的。由數據統計可知若剔除當月污染貢獻最大的子站（鐵西工業園），我市其余3個子站PM2.5平均濃度為78.7μg/m3，與月均濃度（83μg/m3）相比下降了5.2%； PM10平均濃度為120.3μg/m3，與月均濃度（127μg/m3）相比下降了5.3%，濱河路NO2貢獻率最高。

2 原因分析

通過對兩年同期的天氣狀況、氣象條件、周邊因素等進行比較分析，主要原因如下：

2.1 春季秸稈高頻次焚燒是導致我市污染物濃度值升高的主要原因

進入3月份以來，隨著溫度升高，我市也進入農忙時節，隨著土地的翻耕，秸稈焚燒以及燒荒等情況日顯突出，據環保部網站2017年4月10日環境衛星和氣象衛星監測情況通報，3月1～31日，遼寧省新增秸稈焚燒火點數量共計534個，就遼中幾個重點城市對比：沈陽市198個火點，鐵嶺市156個火點，遼陽市52個火點，鞍山市40個火點。我市新增的52個秸稈焚燒火點分別為：燈塔市20個火點（包含2個禁燒區內火點），太子河區17個火點（包含5個禁燒區內火點），遼陽縣15個火點。

由數據統計分析可知，3月14-19日及23-25日，我市均出現污染情況。通過現場調查及日均值曲線分析可知，每天的固定時段均有秸稈焚燒，在集中焚燒時段我市出現連續重度污染情況，再加晚間時段遼陽本地擴散條件不利，因而直接拉升我市當天日均值。

我市可初步確定由于秸稈焚燒導致污染的天數為9天， PM10平均濃度為173.3μg/m3，PM2.5平均濃度為122.8μg/m3，NO2平均濃度為57μg/m3，對當月PM10（126μg/m3）貢獻度為39.6%，PM2.5（82μg/m3）貢獻度為44.4%，NO2（45μg/m3）貢獻度為36.8%。

計算公式如下：

其中：K1為單種污染物在秸稈焚燒時的貢獻率，y為秸稈焚燒時期的每日平均濃度，i為第一天開始的污染物濃度，Xi為每日濃度從i=1開始疊加直至y為止（y=9）；n為全市每日平均值濃度，z為第一天開始濃度，Xz為每日濃度從z=1開始累積直至n為止。

由表2可知，若剔除由于秸稈焚燒造成污染的天數，我市PM10平均濃度為106μg/m3，與月均濃度（126μg/m3）相比下降了16.5%，同比改善0.09%；PM2.5平均濃度為64.7μg/m3，與月均濃度（82μg/m3）相比下降了22%，同比惡化34.8%；NO2平均濃度為39.5μg/m3，與月均濃度（45μg/m3）相比下降了12.2%，同比改善12.2%。

秸稈焚燒主要產生的污染物為PM2.5，而從我省各市火點個數統計來看，火點個數的降冪排列順序（沈陽>鐵嶺>遼陽）與PM2.5月均濃度排列順序完全吻合，因此春季秸稈高頻次焚燒是導致我市污染物濃度值升高的主要原因。

2.2 不利氣象條件是導致我市污染物濃度值升高的重要推手

從氣象學角度來說，風速低于1.5m/s即為軟風，而軟風氣候條件僅比無風（0m/s）高一級，因此可初步判定為靜穩狀態。我市各子站風速及污染時風速見下表：

從統計數據上來看，2017年3月我市受不利氣象條件（風速低于1.5m/s）影響天數29天，宏偉區和濱河路的月均風速更是不到1m/s。全月達到輕風（風速1.6～3.3m/s）的天數僅為2天（28、29日），而秸稈焚燒造成污染的日期中，我市及各子站平均風速均要小于月均風速，氣象條件更加惡劣，因而污染物在不利氣象條件下迅速疊加累計，出現爆發式污染，再加由于風力微弱，污染物擴散緩慢，出現持續污染情況，從而拉高我市日均值，最終影響我市月均值。

3月份我市整月無有效降水，持續干旱容易導致裸地揚塵，我市周邊路面硬覆蓋不夠，揚塵容易將塵土帶至我市周邊公路積累，再加我市周邊大型車輛過往較多，容易造成二次揚塵。因此不利氣象條件是導致我市污染物濃度值升高的重要推手。

2.3 遼中城市之間聯動污染是導致我市污染物濃度值升高的重要因素

由3月份月均值統計及排名可知，遼中幾個相連重點城市（遼陽、沈陽、鞍山、鐵嶺）排名均非常靠后，均在11-14名之間，且統計新增火點個數由多到少排名依然如是。我市受本地源污染的同時，也受到整個遼中大范圍污染聯動的影響，我市上游城市沈陽、鐵嶺火點分別為我市的4倍和3倍，同時我市3月份大部分時間都受到弱東北（西北）風影響，雖然風速較小，但擴散依然存在，上游城市的污染物隨弱風緩慢傳輸至我市，與我市本地源結合產生復合污染，因此遼中城市之間聯動污染是導致我市污染物濃度值升高的重要因素。

3 討論

空氣質量污染是一個綜合性問題，若單獨一個條件出現可能不會出現嚴重的污染情況，但幾個不利條件疊加時就較容易出現污染情況，甚至出現爆發式污染。而3月污染的主要原因可以總結為：高頻次秸稈焚燒直接導致空氣質量下降，特別是在不利氣象條件下，周邊上下游城市同樣由于秸稈焚燒導致的外來輸入性污染物與我市產生的污染物疊加累積，污染物長時間積聚而難以及時擴散，直接導致我市2017年3月份污染物濃度同比上升，其中PM2.5及NO2同比大幅度上升。

參考文獻

[1]丁鐳. 中國城市化與空氣環境的相互作用關系及EKC檢驗[D].武漢：中國地質大學，2016.

[2]郭飛.沈陽市空氣質量狀況與氣象條件相關性分析及預測[D].沈陽：沈陽農業大學，2017.

[3]劉玲. 淮南市空氣懸浮顆粒特征及污染物的樹木監測[D].南京：南京林業大學，2013.

[4]孫明霞.五家渠市空氣質量的影響因素及預測研究[D].石河子：石河子大學，2016.

收稿日期：2018-04-06

作者簡介：劉鵬輝（1974-），男，大學，高級工程師，研究方向為環境保護。