徐州市區取暖季節主要大氣污染企業的污染物種類與控制措施探討

黃超 賀曉蕾

摘要：本文針對徐州市區取暖季節大氣污染防治面臨的嚴峻形勢，簡要敘述徐州市氣候與地形，徐州市區的大氣重污染企業火電、鋼鐵、焦化、水泥、鑄造等行業的企業分布、污染物主要特征及該市空氣質量考核的主要指標。根據徐州的產業結構、煤的使用量、徐州的地形與取暖季節的氣候特征、大氣重污染企業的分布特點綜合分析取暖季節的大氣污染原因、并對徐州市區取暖季節提出減輕大氣污染的建議與對策，為改善徐州市區取暖季節空氣環境質量出謀劃策。

關鍵詞：大氣重污染企業污染物種類;主要指標取暖季節與全年比較;污染原因分析;建議與對策

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.035

Abstract： This paper is aimed at the severe situation of air pollution prevention and control in the heating season in Xuzhou City. It briefly describes the climate and topography of Xuzhou City. The distribution of enterprises and the main characteristics of pollutants in thermal power， steel， coking， cement and foundry industries in Xuzhou City And the main indicators of the citys air quality assessment. According to the industrial structure of Xuzhou， the amount of coal used， the climatic characteristics of Xuzhous topography and heating season， and the distribution characteristics of heavy polluting enterprises， the causes of air pollution in the heating season are comprehensively analyzed， and suggestions for reducing air pollution are proposed for the heating season in Xuzhou City. And countermeasures， to improve the air quality of the heating season in Xuzhou City.

Key words： Atmospheric heavy pollution;Main indicator heating season compared with the whole year;Analysis of pollution causes; Recommendations and countermeasures

2018年徐州市污染防治沒有全面完成“雙60”目標，即PM2.5年均濃度下降到60? μg/m?以下，空氣質量優良天數比率上升至60%以上。雖然離“雙60”目標只有一步之遙，但是徐州市大氣污染防治面臨的形勢依然嚴峻，大氣污染問題成為制約我市環境質量改善最為突出的短板。每年進入供暖季，受大氣擴散不利的氣象因素，大氣污染防治更加嚴峻。

1徐州市氣候與地形

徐州位于華北平原的東南部，介于116°22′～118°40′E、33°43′～34°58′N之間。東西長約210km，南北寬約140km。徐州市區周圍群山環繞，市區北部三環路以內主要分布著九里山，九里山綿延近十公里，位于徐州市西北部北三環南側，又名九凝山，海拔134m，面積百余公頃。市區南部分布著云龍山海拔142m，長達3km，占地520422㎡。徐州市區西部坐落著臥牛山，臥牛山海拔46m，綿延 2km。獅子山位于江蘇省徐州市市區東郊，是一座海拔61m的小山峰。徐州市區屬于溫帶季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，全年以東方為主，冬季以東北風為主。

2 徐州市區的大氣重污染企業分布、污染物種類與特點

徐州市區北面分布著華美電廠、垞城電廠、彭城電廠、茅村電廠等大型火電和熱電廠，產生的廢氣主要來源于鍋爐燃燒產生的煙氣，氣力輸灰系統中間灰庫排氣和煤場產生的含塵廢氣以及原煤破碎、煤的輸送產生的煤塵。鍋爐燃燒產生的煙氣量與其產生的污染物含量遠遠大于其他廢氣，鍋爐燃燒產生煙氣含有的污染物主要有：飛灰、SO2、NOx、CO、CO2及少量的氟化物與氯化物等，其中主要污染物是飛灰、煤塵、SO2與NOx。每年供暖季110天，24小時不間斷生產。 徐州市區東北部分布著徐州博豐鋼鐵有限公司、徐州寶豐特鋼有限公司、徐州東南鋼鐵工業有限公司、徐州榮陽鋼鐵有限公司、江蘇興達鋼鐵集團有限公司、江蘇彭鋼鋼鐵控股集團有限公司、銅山縣利國鋼鐵有限公司等鋼鐵廠，鋼鐵冶煉中燒結煙氣會產生SO2、NO、Hg、重金屬及二噁英等有機污染物，每生產1t燒結大約產生4000～6000mL的煙氣，一般含塵0.5～15g/m?，且含有：SOx、NOx等酸性氣態污染物。燒結煙氣產生量大且分布不均勻、SO2濃度變化大，燒結煙氣成分復雜。徐州市區東北部分布著焦化企業的大氣污染物。焦化主要工藝：高溫干餾煤---回收煤焦油、氨氣、粗苯，對煤炭的熱解與化產品的回收。主要廢氣污染為：粉塵、煙氣與化學廢氣，其中化學廢氣的主要成分是含硫化合物與氨氮化合物，以及少量的氰化物和芳香族化合物。徐州中聯水泥有限公司、徐州市龍山水泥有限公司、淮海中聯水泥有限公司、江蘇久久水泥有限公司分別位于徐州市區東北部與東部。水泥熟料生產行業的主要大氣污染物為：顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物等四種，如果水泥廠要處置廢棄物，還可能包括二惡英、重金屬等。水泥的生產過程中排污節點較多，從原料準備、煤粉制備、生料制備、熟料煅燒、熟料粉碎到水泥包裝，均有粉塵產生。另外徐州牛頭山鑄業有限公司、徐州聚成鑄造科技有限公司也分布在徐州市區東北部，鑄造行業的主要大氣污染物為：懸浮的氣溶膠（PM2.5及更細小的顆粒污染物）和氣態的有機污染物。鑄造企業內部主要的大氣污染：翻砂導致的揚塵 ; 熔煉設備等燃燒產生廢氣：尤其沖天爐燃燒廢氣排放較為嚴重，煙氣中粉塵的主要組成是冶金煙塵、碳素煙塵和灰塵，此外還含有二氧化硫、氮氧化物等多種氣體大氣污染物;鑄件澆注產生的廢氣; 涂料噴涂產生的廢氣;其他廠內無組織排放，如原料在粉碎、篩分、輸運加工過程中產生的少量粉塵，有機粘結劑使用中的少量逸散等。綜上所述：徐州市區存在的大氣重點污染企業都含有顆粒物、SO2、NOx、這幾種空氣環境質量考核指標。

3 徐州市區取暖季節大氣污染實際情況與原因分析

3.1 徐州市區主要污染物指標SO2、NO2、PM2.5年度與采暖季節均值比較

由以上圖可以看出，2016年SO2全年平均濃度24.9mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為45 mg/m?，比全年均值高出80.7%;NO2全年平均濃度40.4mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為54.1 mg/m?，比全年均值高出33.9%;PM2.5全年平均濃度53.8mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為81.4 mg/m?，比全年均值高出51.3%。2017年SO2全年平均濃度20.9mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為29.5mg/m?，比全年均值高出41.1%;NO2全年平均濃度40.0mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為41.1mg/m?，比全年均值高出2.75%;PM2.5全年平均濃度61.4mg/m?，1月、2月、12月三個月均值為90.9 mg/m?，比全年均值高出48.0%。

3.2 取暖季節大氣污染原因分析

徐州市是江蘇省為數不多的冬季集中供暖的省轄市，徐州市供暖人口多供暖面積大，供暖時間長，每年11月20日到3月10日近110天集中供暖。由以上圖表可以看出每年的1月、2月、12月是大氣污染最重的月份。冬季天氣寒冷，晝夜溫差較大，降水較少，氣候干燥， 日照時間短。污染氣體以下沉氣流為主，污染物不易擴散。市區大氣主要污染物顆粒物、SO2、NOx濃度與氣象因素的關系較為復雜， 其中與氣溫存在明顯的負相關性，與氣壓存在較明顯的正相關性，與降水量的關系和降雨量等級有關，與風速的關系和研究區域的地理位置有關。這個時期大氣擴散減弱，邊界層高度壓得很低，從夏天的一兩公里降至300-500m，污染物的容納空間變小，就像一個“大鍋蓋”把污染物壓縮到很小的空間。 徐州市區四面環山的特定地理條件，冬季更易形成逆溫層，大氣對流不活躍等不利于空氣中污染物質擴散的因素較多。同時徐州市重工業占工業比重達67%，電力、鋼鐵、焦化、水泥、鑄造產能仍然偏高，去年全市煤炭消耗量4229萬t，約占全省五分之一。大氣重點污染企業排放的大氣污染物主要含有顆粒物、SO2、NOx，這些重污染企業大部分分布在徐州市區的上風向，市區北部、東北部和東部，分布集中，大氣污染物排放量大、運行時間長，徐州冬季的主導風向為東北風，多種因素疊加造成徐州市區采暖季節大氣污染嚴重。

4 徐州市區取暖季節減輕大氣污染的建議與對策

（1）徐州市區近年來城市的發展，高層建筑的建設，高架快速路的修建，產業結構的調整，工廠的外遷，工業布局的改變，導致大氣污染物的排放、稀釋與擴散條件發生重大改變，應重新核算大氣環境容量。AERMOD模式在我國已使用很多年，經過完善，較為成熟。徐州市區建成區面積較大，分散較廣，計算過程中模擬地區的流場復雜，AERMOD模式的精度能到達要求。空氣質量模式計算結果的誤差主要來源于模式輸入的參數，AERMOD模式中對氣象數據和地形數據的處理非常精細。用AERMOD模式計算濃度約束條件時具有運算量小又能達到精度的特點。根據徐州市的地形、地貌、氣候特點，結合容量測算的實際需要與徐州市的城市規劃與環境現狀，建議選用AERMOD模式對徐州市大氣環境容量重新估算。

（2）采暖季節嚴格執行火電、鋼鐵、焦化、水泥行業以及工業鍋爐大氣污染物特別排放限值，推進重點行業大氣污染深度治理。盡快實施鋼鐵超低排放改造，燒結煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物超低排放。加強其他企業脫硫、脫硝、除塵設施的運行維護和管理，確保穩定達標排放。實施鑄造企業治理改造，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物達標排放。電力、焦化、鋼鐵、水泥（含粉磨站）、鑄造等企業物料（含廢渣）運輸、裝卸、存儲、轉移、輸送以及生產工藝過程無組織排放整治。淘汰鋼鐵、焦化、建材等過剩產能，加快燃煤和生物質鍋爐淘汰整治，嚴格控制煤炭消費總量，推進城市建成區散煤清零，持續開展工業企業治污設施提標改造。加強煤質監管，明確散煤煤質管理要求，加強部門聯動，嚴厲打擊劣質煤流通、銷售和使用，高污染燃料禁燃區內禁止銷售和燃燒煤炭及其制品等。

（3）加強對以上重點排污單位的監督管理。環境監察部門在采暖期間應加強大氣重點排污單位的巡查，要提高業務素質，做好現場巡查筆錄，遇到環境違法行為及時處理。要求重點排污單位按照規范安裝自動監測設備，并與生態環境部門聯網，進行實時監控，對數據的運行與維護進行監管，保證數據的真實性與合理性，嚴防監測數據造假。

（4）制定地方法規，規定以上大氣重污染行業取暖季節限產、錯峰生產制度。以能耗高、污染物種類與考核指標一致的而且排放量大的熱電（除外）、鋼鐵、焦化、水泥、鑄造等行業為重點，制定限產、錯峰生產方案。生產方案不應一成不變，生產方案的制定應結合天氣預報與環境空氣質量預報的情況及時調整。制定地方法規，規定取暖季節對大氣重點污染企業的環境違法行為處理嚴于其他時期，造成高壓態勢，增強威懾力。

5 結論

每年供暖季是徐州市區大氣污染污染最嚴重的季節，提高徐州市區供暖季節的大氣環境質量市徐州市區大氣污染攻堅重中之重。通過分析重點大氣污染企業的污染物種類，大氣主要污染指標取暖季節與全年均值的比較，分析造成大氣污染的原因并提出解決建議與方法，為改善徐州市區取暖季節空氣環境質量出謀劃策。

參考文獻

[1]李麗珍，劉輝，曹露.太原采暖季霾和良天氣下大氣污染物的污染特征分析.環境與可持續發展，2014，5.

[2]張志偉，鄧海華，陳永飛.工業廢氣排放對城市霧霾天氣的影響與對策.節能環保，2004（4），21.

收稿日期：2019-04-19

作者簡介：黃超（1973-），男，本科學歷，工程師，研究方向為環境監測與環境管理。