大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)采暖燃煤對大氣中SO2和PM10的影響及應(yīng)對措施

（大連市環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116021）

冬季歷來是北方大氣污染防治工作的艱難時段。受不同季節(jié)污染源排放、降水、風(fēng)速等大氣擴(kuò)散條件影響，SO2和PM10的濃度呈冬季高、夏季低的特點(diǎn)。北方冬季大氣SO2和PM10污染物的污染情況比夏季嚴(yán)重，供熱采暖鍋爐的燃煤是重要的污染源。以大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)為例，該區(qū)域無火電廠、水泥廠等大氣污染較重的工業(yè)企業(yè)，居民生活燃煤量少，汽車保有量低，主要的大氣污染源為供熱采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐。其中，工業(yè)鍋爐的主要燃料為煤炭和天然氣，供熱采暖鍋爐的燃料為煤炭，在觀察冬季供熱采暖鍋爐燃煤對大氣污染物的貢獻(xiàn)過程中，該區(qū)域具有很好的代表性。

通過對大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)2016-2018年三年間大氣中的SO2和PM10濃度均值的追蹤、比對與分析，最終可以確定，供熱采暖鍋爐的燃煤為該區(qū)域冬季SO2和PM10的主要污染源[1]。

文中數(shù)據(jù)的來源為：SO2和PM10的濃度數(shù)據(jù)來自區(qū)域空氣自動監(jiān)測子站；鍋爐的數(shù)量、燃煤和燃?xì)獾刃畔ⅲ醋源筮B花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)重點(diǎn)大氣污染物排放企業(yè)信息的統(tǒng)計與調(diào)查。

1 污染物濃度的橫向變化

1.1 SO2濃度月均值的變化

2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)SO2濃度月均值變化如圖1所示。

從圖1可以看出，2016-2018年，每年SO2濃度月均值呈現(xiàn)明顯冬高夏低的規(guī)律。SO2濃度月均值最高值通常出現(xiàn)在冬季的1月和2月，這一段時間氣溫較低，供熱采暖鍋爐負(fù)荷高，燃煤量大，SO2的排放量也相應(yīng)增加，這種變化可以通過空氣中SO2濃度的監(jiān)測來反映出來。SO2濃度月均值最低值通常出現(xiàn)在夏季的7月、8月，這一段時間只有工業(yè)鍋爐運(yùn)行，同時降雨和植物也會對空氣中SO2的濃度產(chǎn)生影響。

1.2 PM10濃度月均值的變化

2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)PM10濃度月均值變化如圖2所示。

圖1 大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)SO2濃度月均值變化

圖2 大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)PM10濃度月均值

通過圖2可以看出，大連市花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)的PM10濃度最高月均值通常出現(xiàn)在冬季的1月、2月、3月，這與取暖季時間相重疊。PM10濃度月均值最低值通常出現(xiàn)在夏季的7、8月，基本也呈現(xiàn)明顯冬高夏低的規(guī)律，這種現(xiàn)象基本與SO2濃度月均值相吻合。但相較于圖1中SO2濃度均值的變化趨勢，PM10濃度月均值的變化有自己的特點(diǎn)：全年中，SO2濃度月均值兩頭高、中間低的情況非常明顯，而PM10的濃度均值在每年的夏秋時節(jié)會出現(xiàn)一定的浮動。這是因為夏秋季節(jié)，受建筑工地的揚(yáng)塵等因素影響，空氣中PM10濃度會有一定的增加[2]。橫向觀察，SO2和PM10的濃度變化呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)特性。

2 污染物濃度的縱向變化

2.1 污染物濃度縱向變化的趨勢

縱 向觀察圖 1、 圖 2，2016-2018年，SO2和PM10的濃度變化呈現(xiàn)出明顯的周期性。除了個別月份外，其余月份的SO2和PM10兩項大氣污染物濃度月均值變化基本類似。

2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)SO2和PM10污染物濃度的年均值統(tǒng)計情況如表1所示。

表1 SO2和PM10濃度的年均值

2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)SO2和PM10污染物濃度的年均值逐年下降。相較2016年，2018年，空氣中SO2和PM10污染物濃度平均值的下降幅度分別達(dá)到40%和30%。

2.2 采暖期與非采暖期染物濃度變化情況

大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)的取暖期基本在每年11月初開始，第二年4月初結(jié)束，供暖企業(yè)會根據(jù)天氣情況適當(dāng)做出調(diào)整。通過對采暖季和非采暖季SO2和PM10的濃度均值變化情況的分析，人們可以更直觀地了解，供熱采暖鍋爐燃煤是冬季SO2和PM10污染物的主要污染源[3]。2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)采暖期與非采暖期SO2和PM10污染物濃度均值統(tǒng)計情況如表2所示。

從表2可以看出，2016-2018年，橫向觀察，每年采暖期內(nèi)SO2和PM10的濃度均值明顯高于非采暖期。縱向比較，三年間SO2和PM10的濃度均值在采暖期和非采暖期都呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。

3 SO2和PM10的濃度與燃煤的關(guān)系及原因分析

3.1 SO2和PM10的濃度與燃煤的關(guān)系

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)2016年、2017年和2018年的燃煤量和燃?xì)饬砍尸F(xiàn)逐年上升的態(tài)勢。2016-2018年，花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)區(qū)域重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)鍋爐及燃煤燃?xì)庑畔⑷绫?所示。

表2 采暖期與非采暖期SO2和PM10濃度均值

表3 區(qū)域重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)鍋爐及燃煤燃?xì)庑畔?/p>

通過對表3數(shù)據(jù)的比對與計算可知，2016-2018年，大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)重點(diǎn)大氣污染物排放工業(yè)企業(yè)的鍋爐數(shù)量由2016年的27臺下降至2018年的12臺，下降幅度為55.6%；其蒸氣量從222 t/h變成184 t/h，下降幅度為17.1%；其燃煤量從21 085 t增長到33 666 t，漲幅為59.7%，燃?xì)饬繌?80萬m3上升至301萬m3，漲幅為67.2%。

據(jù)調(diào)查，花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)冬季供熱采暖的燃煤量占到該區(qū)域全年用煤量的40%左右，冬季供熱采暖鍋爐燃煤對于大氣污染物中SO2和PM10的貢獻(xiàn)是明顯的[4]。2016-2018年，在燃煤量逐年增加的同時，SO2和PM10污染物濃度的月均值除個別月份偶有波動，總體呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是有原因的。

3.2 原因分析

3.2.1 市級層面

為了切實改善環(huán)境空氣質(zhì)量，降低污染物濃度，2016年以來，在市級層面，大連先后出臺了《大連市2016年度大氣行動計劃重點(diǎn)工作》《大連市藍(lán)天工程實施方案》《2017年大連市秋冬大氣污染綜合治理工作方案》《大連市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動方案（2018-2020年）》等一系列文件。工作目標(biāo)明確，強(qiáng)化考核，多措并舉，環(huán)境空氣質(zhì)量改善明顯。2018年，大連市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為317 d，達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為86.8%，同比上升了4.6個百分點(diǎn)。在317個達(dá)標(biāo)天中，空氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)達(dá)到106 d，同比增加13 d；良的天數(shù)為211 d，同比增加4 d。空氣質(zhì)量為污染的天數(shù)為48 d，其中輕度污染為39 d，中度污染為8 d，重度污染為1 d，無嚴(yán)重污染日，2018年為2013年新標(biāo)準(zhǔn)實施以來污染程度最輕的年份。二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、臭氧和一氧化碳六項污染物首次全面達(dá)標(biāo)。

3.2.2 縣區(qū)層面

大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)做好了以下三方面工作。一是高污染燃料禁燃區(qū)劃的建設(shè)。2016年劃定禁燃區(qū)，全域禁燃；2017年，禁燃區(qū)基本全面建成。在禁燃區(qū)內(nèi)，禁止銷售、燃用高污染燃料；禁止新建、擴(kuò)建燃用高污染燃料的設(shè)施，取締10 t及以下燃煤小鍋爐。二是拆爐并網(wǎng)與技術(shù)改造。通過拆爐并網(wǎng)，將分散小鍋爐拆除，減少燃煤鍋爐。禁燃區(qū)內(nèi)20 t以下燃煤鍋爐，在規(guī)定的期限內(nèi)改用天然氣、電或者其他清潔能源，2017年，清潔能源的替代工作已經(jīng)基本完成。對于20 t以上鍋爐，限期完成污染治理設(shè)施的提標(biāo)改造，保證達(dá)標(biāo)排放，同時安裝在線監(jiān)測設(shè)施。三是加強(qiáng)煤質(zhì)管控，高硫分煤、劣質(zhì)煤逐漸失去市場。以煤炭的含硫率為例，2016-2018年，全區(qū)煤質(zhì)的平均含硫量從6.5%下降到4.2%。在燃料煤的選擇上，更多的燃煤企業(yè)傾向于選擇含硫量少、灰分低的商品煤用作燃料。優(yōu)質(zhì)煤的燃燒利于做到大氣污染物的達(dá)標(biāo)排放，同時也降低了污染物治理設(shè)施的運(yùn)行成本。

4 結(jié)語

供熱采暖鍋是大連花園口經(jīng)濟(jì)區(qū)冬季大氣污染的主要污染源，供熱采暖燃煤對環(huán)境空氣中SO2和PM10的濃度有著很大影響。這種影響雖然不能完全排除，但也并非不可降低。通過法規(guī)約束、政策引導(dǎo)與技術(shù)改造相結(jié)合，人們可以有效減少SO2和PM10的排放，污染物濃度下降顯而易見[5]。這為北方其他供熱采暖鍋爐地區(qū)的大氣污染治理提供了參考。