周 濤,單鴻賓
(烏魯木齊市環境監測中心站,烏魯木齊 830000)
烏魯木齊市作為新疆經濟增長的中心,近年來產業和人口相對聚集,不斷推動著城市化的高速發展。城市人口的迅速增長給烏魯木齊市帶來了一系列的環境問題,人們對環境的需求開始朝著高標準、多樣化、多層次的方向發展,尤其是城市住宅區居民生活對公共空間環境空氣污染的影響引起了人們極大關注。
本文提到的城市居民住宅區是指居住區道路所包圍的日常性生活居住單位,住宅區內設有日常的生活服務設施,以滿足日常生活所需,但不包括規模較大的郵局、超市、醫院等設施。居民住宅公共空間環境是指城市居住區中的人工外環境,就是圍繞居民住宅單元之外的道路、綠化和景觀等實質空間、服務與監控體系、公用設施等[1]。通過市區范圍內不同性質、不同品質定位的住宅小區的調研、實地走訪和查閱大量的資料,筆者發現,烏魯木齊市城市住宅區居民生活產生廢氣通常主要包括廚房燃氣爐灶產生的廢煙氣、壁掛爐燃燒廢氣、烹調油煙以及少量衛生間排放廢氣[2-3]。若住宅區建有地下停車庫、高層樓內配有備用電梯發電機,還會產生地下停車庫汽車尾氣、備用發電機使用時產生的廢氣。本文在綜合考慮烏魯木齊市現有數據資料和居民住宅實際排污情況的基礎上進行相關性分析研究,為居住區環境改善提供現實依據。
居民住宅所處的公共空間環境是城市環境中與人的日常生活關系最為密切的部分,公共空間環境的質量品質直接影響城市風貌和居民的社會生活[4]。而在城市居民家庭生活中消耗能源且產生廢氣污染的就是常用的爐灶和壁掛爐,多使用天然氣作為燃料。從烏魯木齊市天然氣供氣總量來看,烏魯木齊市家庭天然氣用量逐年升高,家庭人均用氣量平均為115.0 m3/人·a,城市公共設施燃氣普及率高達99.85%,城市居民家庭中的爐灶、壁掛爐均使用天然氣作為燃料。2012-2014年,烏魯木齊市年天然氣供氣總量分別為144 054萬m3、231 251萬m3、295 702萬m3,其中家庭天然氣用量分別為27 000萬m3、34 200萬m3、36 600萬m3,家庭天然氣用量與用氣人口情況如表1所示。

表1 2012-2014年家庭天然氣用量與用氣人口情況
按照《環境保護實用數據手冊》中給出的排放系數,每燃燒1萬m3天然氣產生煙氣量10.5×104m3、煙塵 2.4 kg、SO21.0 kg、NOx(以 NO2計)6.3 kg。據此估算,2014年烏魯木齊市居民家庭使用天然氣作為燃料,年廢氣產生量約為3.84×109m3,污染物排放量煙塵為87.84 t/a、SO2為36.60 t/a、NOx(以NO2計)為230.58 t/a;人均廢氣產生量為1 332.76 m3/人·a,污染物排放量煙塵為30.46 g/(人·a)、SO2為12.69 g/(人·a)、NOx(以NO2計)為79.97g /(人·a)。
按照2012-2014年烏魯木齊市家庭天然氣用量與用氣人口情況推算,若普通居民住宅區規模為2 000~3 000戶,平均每戶居民家庭以3~4人計,則居民住宅區對其公共空間環境排放的廢氣量每年為800萬~1 599萬m3/a,污染物排放量煙塵為182.76~ 365.52 kg/a、SO2為 76.14~ 152.28 kg/a、NOx(以NO2計)為479.82~959.64 kg/a。
城市居民住宅對公共空間環境產生顯著影響的是廚房烹調油煙。日常居民家庭食用的豆油、菜籽油和精煉油等在高溫加熱時,可分解產生粒徑在10 μm以下的可吸入顆粒物,經過廚房油煙罩的收集后排入環境,對公共空間環境質量產生影響。根據統計資料,2014年烏魯木齊市居民家庭食用植物油消費量約為17.77 kg/(人·a),人口288.35萬人,全市居民耗油量約為51 239.8 t/a。根據經驗值參考,通常油煙揮發量占總用油量的2%~4%,按最高值4%計,全市居民家庭油煙產生量約為2 049.59 t/a,人均油煙產生量約0.71 kg/(人·a)。若普通居民住宅區規模為2 000~3 000戶,平均每戶居民家庭以3~4人計,則居民住宅區對其公共空間環境排放的油煙廢氣量每年為4.26~8.52 t/a。
城市居民家庭在做飯過程中產生烹調油煙,產生量較小且分散,通常居民住宅都安裝排油煙機,再經住宅樓內設置的內壁式煙道引至樓頂排放,但未能進行集中處理。廚房烹調油煙不僅直接對室內空氣產生污染,也是居民住宅區對公共空間環境空氣質量影響的主要污染物。
城市居民家庭室內環境污染主要來源于住宅建筑、室內裝飾材料以及家具,通常污染物有甲醛、總揮發性有機物、氨和氡等物質[5]。2015-2016年烏魯木齊市環境監測中心站的民用住宅建設項目的室內空氣質量監測數據資料顯示,新建居民住宅建筑的室內環境空氣中污染物甲醛為0.01~0.04 mg/m3、氨為0.03~0.18 mg/m3、總揮發性有機物為0.11~0.44 mg/m3、氡為21.0~43.2 Bq/m3。(民用建筑工程室內環境污染物濃度Ⅰ類民用建筑工程限量:甲醛≤0.08 mg/m3、氨≤0.2 mg/m3、總揮發性有機物≤0.5 mg/m3、氡≤200 Bq/m3)
當居民入住后,室內裝修材料、新購置家具都會對室內環境空氣產生污染,衛生間在使用過程中也會有少量污染物排放。在日常生活過程中,通過室內窗戶自然通風或者衛生間排風通道進行排風。本文選取不同居民住宅樓頂排風道廢氣進行監測,發現城市居民住宅樓層逐漸增高,排風道廢氣中污染物甲醛、總揮發性有機物的濃度和排放量隨之增加,樓層高于20層時,這兩類污染物的濃度趨于平穩,但排放量在增大。監測數據資料顯示,居民住宅(樓層在29層以內)室內排風道廢氣中污染物甲醛濃度為0.01~0.02 mg/m3、總揮發性有機物濃度為0.01~0.16 mg/m3;排風道為自然通風,排放流量均較小,甲醛排放量在0.15~0.38 mg/h、總揮發性有機物排放量在1.53~3.02 mg/h。
居民住宅區建有地下停車庫,當汽車進出停車場剎車、怠速及啟動時會產生汽車尾氣,經車庫排氣口排放,廢氣中主要污染物為CO、NOx以及總烴。地下停車庫內空氣質量的優劣,主要取決于單位時間汽車尾車的排放量及車庫內、外空氣的交換量。地下停車庫廢氣排放通常設置高度為2.5~3.0 m,至少有2個以上通風排氣口。2015-2016年新建居民住宅小區驗收中地下停車庫廢氣監測數據資料顯示,地下停車庫廢氣無組織排放中非甲烷總烴濃度在0.46~2.75 mg/m3。
居民高層住宅中可能裝有備用發電機,當發生停電故障時,發電機起動供電,會產生煙塵、SO2、NOx、CO等污染物,對居民住宅局部環境空氣造成一定的影響,但產生的廢氣量較少,影響時間短暫,程度不會太大。
居民住宅建設單位應保證內壁式煙道的建設質量,嚴禁防止油煙異味倒灌或泄露而影響居民周圍環境,就要優化使用住宅中廚房的排風系統。若居民住宅樓下有餐飲業,必須根據廚房灶間規模安裝油煙凈化裝置,同時考慮建立專用的排氣煙道,不與居民住宅內壁式煙道混用。
在城市住宅的施工、裝修、居民入住等不同階段,應考慮到環保型瓷磚、石料、板材和油漆等的使用,平時加強室內通風,降低室內各種材料排放污染物的濃度和排放量。
居民住宅地下停車庫通常較為封閉,車輛在剎車、怠速及啟動過程中產生的污染物不容易擴散,需要足夠的通風,通常應更多考慮自然通風的作用。另外,地下停車庫的進風口和排風口最好分開建設,平時加強車庫換氣次數,車庫排風禁止通入居民住宅內壁式煙道,停車庫進出口位置建于遠離住宅區人口密集的地方。
居民高層住宅中備用發電機應優先采用含硫量低的輕質油為燃料,并設置專用煙道或通過住宅樓道公共排風豎井引至高處排放,朝向無敏感的開闊地帶,以利于污染物擴散。
(1)普通居民住宅區規模為2 000~3 000戶家庭,每戶居民家庭以3~4人計,則對其公共空間環境排放的廢氣量為800萬~1 599萬m3/a,污染物煙塵為182.76~365.52 kg/a、SO2為76.14~152.28 kg/a、NOx(以NO2計)為479.82~959.64 kg/a;廚房烹調油煙廢氣量每年為4.26~8.52 t/a。
(2)居民住宅建筑(樓層在29層以內)室內排風道廢氣中污染物甲醛濃度為0.01~0.02 mg/m3,排放量在0.15~0.38 mg/h;總揮發性有機物濃度為0.01~0.16 mg/m3,排放量在1.53~3.02 mg/h。居民住宅區地下停車庫廢氣中主要污染物為CO、NOx以及總烴。停車庫內汽車尾氣為間歇式排放,通過排風設施引出地面,廢氣一般不會積累,產生量較小。地下停車庫廢氣無組織排放中非甲烷總烴濃度在0.46 ~ 2.75 mg/m3。
(3)居民高層住宅備用發電機會產生煙塵、SO2、NOx和CO等污染物,產生的廢氣量較少,影響時間短暫,程度不會太大。關于居民住宅公共空間環境污染應對措施,人們應從廚房排風系統、室內環保型材料、地下停車庫通風以及公用設備能源使用等四個方面考慮。