承德市中心城區顆粒物污染防治對策

劉 璇

(承德市環境保護局，河北 承德 067000)

承德市旅游資源得天獨厚，舉世聞名的“避暑山莊”座落于此，1998年底被國家旅游局列入首批中國優秀旅游城市，然而，在上世紀80年代，被譽為“紫塞明珠”的承德卻被滾滾的煙塵濃鎖，經過政府和社會的努力，在工業上，煙氣脫硫脫硝工程得到落實、清潔能源逐步普及、超低排放標準有效實施，在民用上，原煤散燒、分散取暖、小連片取暖逐步取締，民用燃氣、集中供熱得到加強，《承德市環境質量狀況公報》顯示，2013-2016年，承德市中心城區六項監測因子中，SO2、NO2、CO的年均濃度達到《環境空氣質量》(GB3095-2012)二級標準。可以說，以燃煤為主的“煤煙型”大氣污染得到了有效控制，大氣污染防治工作取得了階段性的成果。然而，《承德市環境質量狀況公報》同時也顯示，2013-2016年，市中心城區六項監測因子中，PM10、PM2.5、O3的年均濃度超出《環境空氣質量》(GB3095-2012)二級標準。特別是近十余年持續的霧霾，說明承德市的大氣污染從“煤煙型”轉變成以顆粒物(PM10、PM2.5)、臭氧為污染特征的“復合型”污染，“復合型”污染不僅嚴重影響環境空氣質量，更會直接危害人們的身體健康。查找 “復合型”污染特征并提出解決方案，對改善承德市環境質量具有重要意義。

1 研究內容

1.1 研究內容

因臭氧的來源及危害比較復雜，故本文的研究內容僅對2013-2016年承德市中心城區顆粒物(PM10、PM2.5)數據進行收集，歸納總結各項污染物的月變化情況。查閱2013-2016年承德市月均氣溫變化情況和月均風速變化情況。調查承德市中心城區主要大氣污染源排放特征及排放量。對取得的數據進行綜合分析，歸納和總結，找出影響承德市大氣污染特征，并提出措施。

1.2 大氣污染物濃度變化情況分析

本文選取的環境數據來自2013-2016年承德市環境保護局向社會公開發布的《承德市環境質量狀況公報》，屬權威發布，數據可靠，可用于數據分析和數據挖掘。通過對市區按年、月均值環境數據分析，并結合區域地形和氣候條件分析，探尋顆粒物(PM10、PM2.5)的污染特征，探索解決辦法。

2 顆粒物(PM10、PM2.5)濃度年度變化情況

從圖1承德市中心城區2013-2016年PM10年均濃度變化曲線可以看出，PM10年均濃度呈下降趨勢，從2015年起，這項污染物的下降趨勢較為明顯，在2016年達到最低，年均值為81 μg/m3，超過國家標準15.7%。

從圖2承德市中心城區2013-2016年PM2.5年均濃度變化曲線可以看出，PM2.5年均濃度與PM10相似，呈下降趨勢，但仍超過國家標準要求，從2015年起，這項污染物的下降趨勢較為明顯，在2016年達到最低，年均值為40 μg/m3，超過國家標準14.3%。

通過2013-2016年顆粒物(PM10、PM2.5)濃度變化情況可以看出，近年來的大氣污染防治工作取得了明顯成效，空氣質量得到一定程度的改善，但兩項污染物仍超出國家環境質量標準(GB3095-2012)中二級標準限值要求，因此，深入研究顆粒物的來源和探索解決思路，尤為重要。

2.1 顆粒物(PM10、PM2.5)濃度月變化情況

為進一步分析PM10、PM2.5一年中不同月份的濃度變化情況，將兩項污染物近四年逐月的濃度變化情況進行對比，以查找影響兩項污染物濃度升高的原因。

1) PM10年度月變化情況

可吸入顆粒物的形成主要有兩個途徑：一是各種工業過程，如燃煤、冶金、化工、內燃機等直接排放的超細顆粒物；二是大氣中二次形成的超細顆粒物與氣溶膠等。其中，第一種途徑是可吸入顆粒物的主要形成源，也是可吸入顆粒物污染控制的重要對象。從PM10年度月變化情況曲線圖可以看出(見吐3)，2013-2016四年中，整體符合年均濃度變化情況，就每月情況看，PM10濃度較高的月份集中在上半年的2、3月份和下半年的10、11月份，而6、7、8、9四個月PM10月均濃度較低，曲線平緩，8月為低谷，9月略有升高，出現這種變化說明在2、3、10、11月份有影響PM10濃度的因素，具體原因還需進一步分析。

2) 細顆粒物(PM2.5)年度月變化情況

細顆粒物指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。2013年2月，全國科學技術名詞審定委員會將PM2.5的中文名稱命名為細顆粒物。由于細顆粒物粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(例如，重金屬、微生物等)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。從2013-2016四年月均濃度曲線上看，PM2.5濃度較高的月份集中在上半年的2、3月份和下半年的10、11、12月份，而4、5、6、7、8、9四個月PM2.5月均濃度較低，曲線平緩，8、9月為低谷。此外，從PM2.5月變化情況曲線圖可以看出(見圖4)，PM2.5濃度變化曲線與PM10的走勢相似，說明顆粒物(PM10)和細顆粒物(PM2.5)存在著某種關聯。

PM2.5年度月變化情況

3 主要大氣污染物來源分析

從承德市2015年污染源排放清單可以看出，SO2和NOx的來源主要集中在工業源，占比高達79.5%和72.6%；PM10主要來源于交通揚塵和工業源，分別占總排放量的36.9%和34.7%，TSP和PM10的主要來源相似；PM2.5的來源主要集中在工業源和交通揚塵兩個方面，分別占總排放量的47.0%和25.9%。可以說，工業源和交通揚塵，是影響PM10和PM2.5濃度的主要原因(見表1)。

表1 承德市2015年污染源排放清單(t/年)

為進一步分析工業源中各行業對PM10和PM2.5的影響程度，對2015年工業污染源行業排放情況進行了統計，統計結果見表2。從清單中可以看出，工業源中TSP、PM10和PM2.5排放主要集中在冶金行業，三種污染物排放量分別占工業源排放總量的44.2%、34.2%和37.1%，其次為電力行業，占比分別為16.5%、30.1%和30.1%，再次為建材行業。隨著工業企業多樣化發展，其他工業中三種污染物的排放量占比分別達到了18.2%、16.8%和15.3%，已經成為不容忽視的污染源。

表2 承德市2015年工業污染源行業排放清單(t/年)

承德市冶金行業大氣污染物排放大戶主要有河北鋼鐵股份有限公司承德分公司、承德建龍特殊鋼有限公司、承德盛豐鋼鐵有限公司和承德兆豐鋼鐵集團有限公司。電力產生行業在大氣污染物排放中占第二位，排放大戶主要有國電灤河發電廠和承德環能熱電有限責任公司。

4 地型及氣候條件分析

為進一步分析顆粒物(PM10、PM2.5)的來源，及2-3、9-11等幾個月份出現峰值的原因，對承德市區的地型情況及近4年的氣候條件進行調查，結果如下：

4.1 地形地貌

承德市中心城區處于冀北燕山東段，位于燕山沉陷帶與高原后背斜過渡帶，經長期地質變化形成獨特的承德丹霞地貌特征，地勢由西北向東南逐漸降低，構成低山環繞的山間盆地，海拔高度在313～1 074 m之間，屬于山地丘陵區。

4.2 氣候特征

承德市中心城區處于暖溫帶向寒溫帶過度地帶，屬于溫帶半濕潤半干旱大陸性季風型山地氣候，其氣候特點是冬季寒冷干燥，時間長；春季多風干燥，歷時短；夏季清涼多雨，適宜避暑消夏；秋季天高氣爽，晝夜溫差大，降水年、季變化大。歷年最多風向為NEN風，頻率為8.82%，最少風向為ES風，頻率為2.11%；年靜風頻率29.63%，平均風速1.0m/s。多年平均氣溫8.9℃，年極端最低氣溫-24.2℃(出現在1月份)，極端最高氣溫41.5℃(出現在7月份)，全年無霜期157天。年累積日照時數為2 903 h。區域內多年平均降水量560 mm，日最大降水量151.4 mm，時最大降水量52 mm，年內雨量主要集中在七、八、九三個月份。

經與氣象部門了解，承德市區大部分時間是靜風，1、2、7、8、9、10、11、12月，每月靜風占比在50%以上，其中8到第二年1月(冬半年)，靜風占比高達55%以上，全年靜風占比51%。承德市區2013-2016年月平均風速曲線圖可以看出(見圖5)，月平均風速最大值為2～2.6 m/s，出現在晚春季節，而最低平均風速為1.1左右，出現在9-12月份。高靜風占比及低風速，不利于氣態污染物的擴散，是秋末冬初產生霧霾的主要氣象條件。

5 結論

通過以上分析可以看出，影響承德市顆粒物(PM10和PM2.5)污染的主要因素有三個方面：

1)顆粒物的產生，是大氣污染顆粒物污染的物質基礎。承德市的燃料結構主要以一次能源為主，包括煤炭、石油及天然氣等。1989-2015年，全市煤炭消費總量為13409.42萬t，呈逐年遞增趨勢，而且以當地高灰份煤為主，這是顆粒物污染的直接原因；而且，工業化發展使工業廢氣排放主要集中在黑色金屬冶煉、電力和熱力的生產和供應等行業。

2)山谷盆地的地形條件，市內高樓林立，交通擁擠，城市熱島效應明顯，空氣流動性差，污染物難于擴散，特別是在深秋和初冬季節，極易產生逆溫層，氣態污染物源在山谷盆地上空形成一層厚厚的污染帶，給城市居民的生活環境帶來危害。

3)低風速、高靜風的氣象條件，進一步降低了大氣污染物的擴散能力，顆粒物在不利的氣象擴散條件下，迅速累積，極易形成霧霾等重污染天氣。

4)經濟的快速發展，施工揚塵、機動車尾氣等污染源對大氣環境的影響進一步加大。

6 措施及建議

《河北省大氣污染防治行動計劃實施方案》和《承德市大氣污染防治行動計劃實施細則》的有效實施，承德市大氣環境質量到一定的控制，但仍距國家要求有一定差距，本文建議從以下幾個方面加大污染治理力度，以解決顆粒物污染問題。進一步加強燃料結構調整。大力推廣清潔能源在燃料中的占比，改變原有燃燒煤炭，推廣使用電力、天然氣等清潔能源，在全市范圍內的供暖鍋爐實施“煤改氣”、“煤改電”，將壓減燃煤進程“提速”。加強產業結構的轉型升級。對“兩高一資”企業堅決淘汰或轉型，對可改造升級的企業，要求采取清潔生產水平高的工藝和設備替代清潔水平一般的工藝和設備，從企業生產全過程降低污染物的產生。同時全面升級排污企業的除塵、脫硫、脫硝治理設施，使工業粉塵、煙塵和二氧化硫排放總量得到較大幅度的下降；加強排污企業、施工場地和機動車排氣的管理。在正常巡查排污企業的基礎上，增加巡查頻次，全面深化落實“網格化”管理，鼓勵全民參與環境監督；嚴禁“黃標車”、黑煙車上路，進一步推廣純電動車，特別是純電公交車的普及力度，加大財政補貼力度 ，引導機動車向零排放轉變。強化重污染天氣預警機制。深化重污染天氣的預測、預警，在預測到重污染天氣將要發生的情況下，對大氣污染物排放大戶、強制實施錯峰生產、輪流停產等措施；對施工工地全面停工、對作業面實現全覆蓋；對機動車實行有效的限行措施，避免重污染天氣的發生。