廈門市東渡港區港口大氣污染排放清單研究

鮑 琨，曹亞麗，王 霞

（1.江蘇省環科咨詢股份有限公司，江蘇南京 211100；2.中設設計集團股份有限公司，江蘇南京 210014）

0 引言

港口作為我國交通運輸業的重要組成部分，在我國經濟粗放型增長以及出口導向型發展模式下，港區環境問題進一步凸顯。港口和船舶排放已成為繼工業廢氣、機動車尾氣后我國第三大大氣污染源。交通運輸部印發了《船舶與港口污染防治專項行動實施方案（2015—2020 年）》，對港口和船舶的大氣污染防治提出了嚴格要求。為了更好地落實該實施方案的環保要求，針對性地提出廈門港東渡港區的大氣污染控制方案，需準確建立港口大氣污染物排放清單。

廈門港東渡港區的港口大氣污染物主要包括港區貨種裝卸、儲運產生大氣污染源以及港區作業機械與車輛大氣污染源。本研究通過對東渡港區污染物排放現狀的調查，以煤堆場、有機物儲罐區、港口作業機械以及港區內集疏運車輛為研究對象，調研東渡港區四大污染源的相關活動水平；在綜合國內外排放系數的基礎上，結合廈門市湖里區的實際情況，基于確定的估算方式計算東渡港區港口大氣污染物排放清單。

1 堆場及裝卸過程中揚塵排放清單

1.1 國內外研究進展簡介

國外對于顆粒物起塵問題的研究最初以風沙粒作為突破口，提出了沙粒的典型運動形式，如躍移、蠕移以及塵粒的懸浮運動［1］。自20 世紀70 年代開始，許多學者開展研究定量確定散料堆場懸浮顆粒物排放因子和散料裝卸作業過程中各類活性的責任分擔率等［2］。與國外相比，我國對于散貨物料顆粒物起塵排放問題的研究主要利用風洞試驗對風速、含水率、粒徑、風向以及多堆間的相互影響等因素進行分析，并進行了單因素不同風速以及多因素不同風速的大量風洞試驗，通過數據分析總結出了較為簡便的起塵量估算公式［3-4］。

1.2 研究方法

以東渡港區散貨堆場污染源為研究對象，依據《揚塵源顆粒物排放清單編制技術指南（試行）》中推薦的方法，對東渡港區散貨堆場分布情況及相關活動數據進行調研，同時通過文獻資料調研，選取合適的污染物排放系數；基于上述方法與資料，估算大型散料堆場揚塵源排放顆粒物總量。

1.2.1 散貨堆場裝卸揚塵

堆場裝卸時引起的揚塵量采用《揚塵源顆粒物排放清單編制技術指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

式中，W1為堆場的裝卸揚塵量；Eh為堆場裝卸運輸過程的揚塵顆粒物排放系數；m為每年料堆物料裝卸總次數；GYi為第i次裝卸過程的物料裝卸量；ki1為裝卸過程中產生的顆粒物粒度乘數；u為地面平均風速；M1為物料含水率；η1為堆場操作揚塵控制措施的控制效率。

對于上述公式中各參數，ki1、η1采用上述《技術指南》中推薦值；m、GYi通過對東渡港區活動量調研取得；u根據廈門的水平年（選取為2015年）氣象資料取得；M1則通過選取典型物料含水率進行實測取得。

1.2.2 散貨堆場風蝕揚塵

堆場風蝕引起的揚塵量采用《揚塵源顆粒物排放清單編制技術指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

式中，W2為煤堆場的風蝕揚塵量；EW為料堆受到風蝕作用的顆粒物排放系數；AY為料堆表面積；ki2為物料的粒度乘數；Pi為第i次擾動中觀測的最大風速的風蝕潛勢。

對于上述公式中各參數，ki2、η2采用《技術指南》中推薦值；AY通過對東渡港區活動量調研取得；Pi則由廈門的水平年風速資料、料堆受擾動次數、地面粗糙度等參數計算得出。

1.2.3 散貨堆場四周道路揚塵

道路揚塵量主要考慮堆場四周鋪裝道路的揚塵量。道路的揚塵排放量計算公式采用《揚塵源顆粒物排放清單編制技術指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

對于鋪裝道路，道路揚塵源排放系數計算公式：

式中：W3為道路揚塵源中顆粒物的總排放量；LR為道路長度；NR為一定時期內車輛在該段道路上的平均車流量；nr為不起塵天數；EPi鋪裝道路的揚塵排放系數；ki3為產生的揚塵的粒度乘數；sL為道路積塵負荷，g/m2；W為平均車重；η3為污染控制技術對揚塵的去除效率。

對于上述公式中各參數，ki3、η3采用上述《技術指南》中推薦值；LR、NR、W為通過對東渡港區活動量調研取得；nr則根據廈門的水平年氣象資料取降水量大于0.25 mm/d 的天數；sL則類比采用南京港的實測數據。

1.3 排放清單建立

根據以上方法計算，廈門港東渡港區各干散企業2015 年裝卸揚塵的 TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為824.6 t、570.0 t 和 109.0 t；各干散企業 2015 年風蝕揚塵的TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為121.22 t、64.01 t和31.49 t；各干散企業2015 年堆場道路揚塵的TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為102.54 t、26.05 t和7.56 t。

港區貨種揚塵通過風蝕揚塵、裝卸揚塵以及道路揚塵排放的排放量占比如圖1 所示。由圖1 可以看出，裝卸揚塵的排放占比最大，其次是風蝕揚塵，最后是道路揚塵，因此針對港口堆場揚塵排放控制時，應注重裝卸揚塵的控制。

圖1 2015年東渡港區碼頭不同類型揚塵排放占比

不同貨種產生的揚塵排放量占比如圖2 所示。由圖2 可以看出，煤炭的揚塵排放量最高，其次是砂石，最后是礦石。

圖2 2015年港口碼頭不同貨種揚塵排放占比

2 液散碼頭VOCs排放清單

2.1 國內外研究進展簡介

美國國家環保署（EPA）對化學品儲罐呼吸的VOCs 排放量提出了一套完整的計算方法［5］，美國石油協會（API）在此計算方法基礎上編寫了儲罐污染物排放計算模型Tanks。同時，港口碼頭裝卸過程中及各環節管線組件泄漏均會產生VOCs 的排放，美國環?？偸鸸嫉摹癊missions Factors&AP 42，Compilation of Air Pollutant Emission Factors”中對油品裝卸過程中的VOCs 排放及各管線組件泄漏亦提出了一套完整的計算方法［6］。我國SH/T3002—2000《石油庫節能設計導則》對美國EPA 中的“大小呼吸”排放量計算公式進行了修正，可較為方便地直接應用于我國常見拱頂罐和內外浮頂油罐的“大小呼吸”排放量的計算［7-8］。

2.2 研究方法

以東渡港區有機物儲罐區等污染源為研究對象，對東渡港區有機物儲罐區分布情況及相關活動數據進行調研，同時通過文獻資料調研，選取合適的污染物排放系數。基于上述方法與資料，估算有機物儲罐區“大小呼吸”作用導致的VOCs排放總量。

2.2.1 儲罐呼吸的VOCs排放

利用美國國家環保署（USEPA）公布“Emissions Factors&AP 42”中的液散裝卸VOCs 計算公式，及其推薦的儲罐呼吸VOCs 計算模型Tanks4.0.9，同時集成廈門市2015年日均氣象資料（風速、溫度、氣壓等）等本地化參數。

2.2.2 裝卸過程的VOCs排放

裝卸過程的VOCs 的排放采用EPA 推薦“Emissions Factors&AP 42”中公式計算。

式中：LL注油裝載損失；MY物料相對分子質量；P裝載液體真實蒸汽壓；T裝載液體溫度；S飽和系數。

對于上述公式中各參數，S采用上述公式中推薦值；MY、P、T通過對東渡港區液散貨種類型活動量調研取得。

2.2.3 管道輸送的VOCs排放

東渡港的管線VOCs泄露排放量公式如下。

式中：LG為管線組件的VOCs總排放量；FA為管線組件泄漏排放系數；N為東渡港液散的管線周轉量。其中N通過對東渡港區液散管線作業活動量調研取得，FA則取國內同類港口研究數據。

2.3 排放清單建立

根據以上方法計算，計算出2015 年東渡港區涉及液散裝卸的企業VOCs排放量44.06 t。東渡港區各環節VOCs排放比例見圖3所示。

3 港作機械和港區集疏運車輛大氣污染物排放清單

3.1 國內外研究進展簡介

一般認為港口作業機械的污染物排放與機械數量、機械種類、機械工作時間、運行工況等相關。張禮俊等［9］建立了珠江三角洲非道路移動源排放清單，為決策者制訂合理的大氣污染控制措施提供了依據和參考；譚華等［10］計算了上海港碼頭作業機械的大氣污染物排放量，對港口作業機械污染物排放計算方法進行了上海本地化校正；賈旭等［11］估算了南京港龍潭集裝箱碼頭大氣污染物的排放。

圖3 東渡港區各環節VOCs排放比例

3.2 研究方法

以東渡港區港作機械以及運輸車輛為研究對象，調研并梳理港口作業機械與集疏運車輛類型、數量及相關活動數據，參考《非道路移動源大氣污染物排放清單編制技術指南（試行）》以及其他相關國內外文獻中港作機械及運輸車輛的大氣污染物排放量計算方法，采用燃油消耗法進行港口作業機械及運輸車輛污染物排放量的計算，在此基礎上建立東渡港區港作機械及運輸車輛排放清單。

3.2.1 港作機械污染物排放

燃油機械污染排放的估算方法選擇燃油消耗法。具體計算公式如下：

式中，Ii表示港作機械第i種污染物排放量；EFi表示港作機械第i種污染物的排放因子；C表示港作機械總燃油消耗量；CFi表示港作機械第i種污染物排放量的修正因子。

對于上述公式中各參數，EFi采用類似港口的港作機械排放因子；C通過對東渡港區液散貨種類型活動量調研取得。

3.2.2 集疏運車輛污染物排放

港區集疏運車輛排放僅針對進出港口的集疏運車輛在港區內部行駛產生的大氣污染，其出港口的排放量不在計算范圍內，本課題采用基于燃料消耗的方法，估算港區內集疏運車輛NOx、CO、烴類及SO2等大氣污染物的排放。具體如下：

式中，El表示貨車第l種污染物排放量；EFl表示貨車第l種污染物的排放因子；C表示貨車總燃油消耗量；CFl表示貨車第l種污染物排放量的修正因子。

由于集疏運車輛的總燃油消耗量難以直接獲得，本次研究擬采用咨詢企業和典型車輛調研的方法獲取各類型車輛的單車百公里油耗，以各類型貨車進出港口次數和單次平均行駛里程的乘積作為各類貨車在港區內的行駛里程。貨車污染物排放因子參考《環境保護實用數據手冊》獲得。

3.3 排放清單建立

2015 年東渡港區港作機械污染物排放量計算為：NOx226.2 t/a，VOCs 34.9 t/a，CO 186.9 t/a，PM1028.3 t/a，SO217.1 t/a。

2015 年東渡港區集疏運車輛污染物排放量計算為：NOx46.86 t/a，CO 28.49 t/a，SO23.42 t/a，烴類4.69 t/a。

總體來說，港區港作機械污染物排放量大于集疏運車輛的污染物排放量。

5 結語

根據東渡港區污染物排放清單研究結果，對于揚塵的不同來源途徑，裝卸揚塵的排放占比最大，其次是風蝕揚塵，最后是道路揚塵；對于貨種，煤炭的揚塵排放量最高，其次是砂石，最后是礦石。東渡港區集裝箱、干散貨碼頭的 SO2、NOx、CO 排放量較大；對于VOCs，其來源主要為液散碼頭以及港作機械排放。

考慮到本研究以廈門東渡港區為研究范圍，建立了2015 年港口大氣污染物排放清單，但僅一個港區的排放清單無法說明其污染物排放量占整個廈門市乃至福建省的大氣污染排放的比重。今后在建立清單的過程中，可確定清單編制所需的數據類型以及來源途徑，建立港口大氣污染物動態排放清單，動態跟蹤港區大氣污染物排放情況，跟蹤評估管理和控制措施的落實情況以及環境效益，為管理部門的監管提供有力的依據。