深圳市坪山區(qū)“十四五”期間主要污染物排放模擬及減排對策研究

侯萌萌 黃靜 趙建成

（深圳市源清環(huán)境技術(shù)服務(wù)有限公司，廣東深圳 518000）

1 引言

“十三五”期間，我國生態(tài)文明建設(shè)發(fā)生歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化［1］，污染防治攻堅戰(zhàn)階段性目標(biāo)任務(wù)超額完成。“十四五”是我國推進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)進程中非常關(guān)鍵的時期，生態(tài)環(huán)境保護將作為“十四五”和更長時期發(fā)展的重要內(nèi)容。

坪山區(qū)作為深圳的東北門戶，自2009 年成立新區(qū)并被選為國家級低碳生態(tài)示范區(qū)以來，始終遵循綠色、循環(huán)、低碳的發(fā)展模式，打造產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢突出、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、人文生活豐富的“低碳生態(tài)新城”。“十四五”時期是坪山區(qū)邁向全新生態(tài)環(huán)境保護格局的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期。面對“十四五”期間國家、省市經(jīng)濟發(fā)展和總量減排的新形勢，坪山區(qū)工作壓力較大。深入了解坪山區(qū)生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)現(xiàn)狀，科學(xué)預(yù)測“十四五”期間坪山區(qū)污染物排放量，剖析減排壓力，提出針對性、可行性的污染控制對策，是實現(xiàn)坪山區(qū)高質(zhì)量經(jīng)濟發(fā)展與高標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。

2 材料與方法

2.1 研究對象及數(shù)據(jù)來源

坪山區(qū)位于廣東省深圳市東北部，于2017 年1月7 日正式揭牌成立，轄區(qū)總面積為168 km2，截至2020 年，常住人口達44.63 萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值達760.87 億元，逐步從傳統(tǒng)“產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)”走向高新科技的“創(chuàng)新之城”。本研究以坪山區(qū)行政區(qū)域范圍內(nèi)總面積為研究范圍，數(shù)據(jù)基準(zhǔn)年為2020 年。各項模擬預(yù)測數(shù)據(jù)均來源于統(tǒng)計年鑒、水資源公報、政府工作報告等公開數(shù)據(jù)。

2.2 水污染物排放模擬方法

我國廢污水中的主要污染物包括化學(xué)需氧量、氨氮及總磷，廢污水需經(jīng)污水處理廠處理后方可排放入受納水體，根據(jù)進出水中主要污染物濃度即可核算出廢污水中主要污染物排放量。公式為：

式中，W 為經(jīng)污水處理廠處理后主要污染物排放量；Q 為污水量；ζ 為污水處理廠處理效率；C 為污染物濃度。

將廢污水產(chǎn)生量以及根據(jù)污水處理廠進出水測得的污染物濃度帶入式中，計算廢污水中主要污染物排放量。

2.3 大氣污染物排放模擬方法

2.3.1 能源燃燒污染物排放

能源燃燒污染物排放計算公式為：

式中，EEk，t為第t 年第k 種污染物的排放量，t；TPi，t為第t 年第i 種能源的使用量，t；EIi，t為第t 年第i 種能源的燃燒率，%；EEFi，k，t為第t 年第i 種能源第k種污染物的排放強度。

2.3.2 機動車尾氣污染物排放

道路機動車尾氣排放量的計算公式為［2］：

式中，E1為第三級機動車排放源i 對應(yīng)的各污染物的年排放量，t/a；EFi為i 類型機動車行駛單位距離尾氣所排放的污染物的量，即排放因子，g/km；Pi為所在地區(qū)i 類型機動車的保有量，輛；VKTi為i 類型機動車的年均行駛里程，km/輛。

參考計算的城市快速路上私家車、柴油公交車、貨柜車基于OpmodeID（運行工況模擬）的污染物排放因子［3］，計算轄區(qū)內(nèi)道路機動車污染源污染物排放量。

2.3.3 城市揚塵污染物排放

（1）道路揚塵。本研究通過估算深圳市道路揚塵，再根據(jù)人口數(shù)量、機動車保有量占全市水平比例估測坪山區(qū)道路揚塵排放情況。根據(jù)《揚塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》，計算得到深圳市道路揚塵PM10，PM2.5排放量［4-5］。廣東省近年客運、貨運車流量分別有7.1%，6.6%的增長［6］，深圳市車流量年增長率取上述值算術(shù)平均數(shù)，為6.85%。根據(jù)深圳市統(tǒng)計年鑒［7］，除第一級公路有所變動外，其他4類公路通車?yán)锍虥]有增加，其變動速率對預(yù)測不造成數(shù)量級影響，故假定預(yù)測年各等級公路通車?yán)锍虜?shù)不變。

（2）施工揚塵。其計算公式為：

式中，Q為揚塵顆粒物排放量，t/a。q為排污系數(shù)，g/（s·m2），裸露土地PM2.5排放強度為0.000 02 g/（s·m2），PM10排放強度為0.000 04 g/（s·m2）；施工揚塵PM2.5的排污系數(shù)為0.000 04 g/（s·m2），PM10的排污系數(shù)為0.000 08 g/（s·m2）［8］；S 為2015 年施工工地及裸露土地面積，m2。

3 結(jié)果與討論

3.1 水污染物排放

3.1.1 用水量

采用趨勢法擬合2013—2020 年人均用水量變化趨勢（r2＝0.97），轄區(qū)人均用水量由667 L/d 降至457 L/d，逐年估測“十四五”期間轄區(qū)用水總量，見表1。

表1 坪山區(qū)“十四五”期間用水量預(yù)測結(jié)果

3.1.2 廢污水產(chǎn)生量

結(jié)合用水總量預(yù)測結(jié)果，采用下述兩種方法可計算轄區(qū)廢污水排放總量。

方法一：“十四五”期間，生活污水和城市工業(yè)廢水綜合排污系數(shù)取0.87［9］，進而可以核算出轄區(qū)生活污水和城市工業(yè)污水總排放量，兩大污水排放源占轄區(qū)污水排放源99.9%，因此足以代表轄區(qū)污水排放總量。

方法二：根據(jù)《第一次全國污染源普查 城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》（2011 年修訂版），深圳市居民生活污水排放系數(shù)為185 L/（人·d）［10］，則可結(jié)合人口預(yù)測得到生活污水排放量，而根據(jù)轄區(qū)近年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，生活污水排放占廢污水排放總量78%左右［11］，進而核算轄區(qū)污水排放總量。兩種方法核算結(jié)果見表2，取其算術(shù)平均值作為轄區(qū)廢污水產(chǎn)生量的預(yù)測結(jié)果。

表2 坪山區(qū)“十四五”期間廢污水產(chǎn)生量預(yù)測結(jié)果m3

3.1.3 水污染物排放量

“十四五”期間，坪山區(qū)COD、氨氮、總磷的排放總量逐年增加，預(yù)測結(jié)果見表3。

表3 坪山區(qū)“十四五”期間廢污水中主要污染物排放量預(yù)測結(jié)果 t

3.2 大氣污染物排放

3.2.1 能源燃燒污染物排放

根據(jù)《深圳市“十三五”能源消費強度和總量“雙控”目標(biāo)分解方案》，核算出坪山區(qū)2025 年萬元GDP能耗可達0.124 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，結(jié)合坪山區(qū)經(jīng)濟總量發(fā)展目標(biāo)，可得2025 年坪山區(qū)能耗為165 萬t 標(biāo)準(zhǔn)煤。測算“十四五”期間能源消耗產(chǎn)生的大氣污染物排放量見表4。

表4 坪山區(qū)“十四五”期間能源燃燒大氣污染物排放量預(yù)測結(jié)果

3.2.2 機動車尾氣排放量

坪山區(qū)“十四五”期間機動車污染物排放量預(yù)測結(jié)果見表5。

表5 坪山區(qū)“十四五”期間機動車污染物排放量預(yù)測結(jié)果t

3.2.3 城市揚塵排放量

坪山區(qū)“十四五”期間道路揚塵污染物排放量預(yù)測結(jié)果見表6。

表6 坪山區(qū)“十四五”期間道路揚塵污染物排放量預(yù)測結(jié)果t

利用trend 函數(shù)對坪山區(qū)“十四五”期間的施工揚塵排放量進行預(yù)測，結(jié)果見表7。

表7 坪山區(qū)“十四五”期間施工揚塵排放量預(yù)測結(jié)果

3.2.4 大氣污染物總排放量預(yù)測結(jié)果

機動車尾氣排放的各項污染物占比較大，其次為城市揚塵，機動車尾氣將成為坪山區(qū)“十四五”期間大氣污染防治的重點。坪山區(qū)“十四五”期間大氣污染物總排放量預(yù)測結(jié)果見表8。

表8 坪山區(qū)“十四五”期間大氣污染物總排放量預(yù)測結(jié)果t

4 “十四五”減排形勢及壓力

4.1 經(jīng)濟發(fā)展對污染物總量減排的壓力持續(xù)增加

假設(shè)坪山區(qū)“十四五”期間面源污染不變的情況下，根據(jù)“十四五”期間污水主要污染物排放的預(yù)測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，2025 年，坪山區(qū)生活污水中主要污染物COD、氨氮、總磷排放量可達到717.7，33.7，13.3 t，污染物的增加勢必會提高總量減排的壓力。

4.2 主要污染物排放量超過水環(huán)境理想容量

采用一維水質(zhì)模型計算坪山河及龍崗河［12］，即忽略COD、氨氮、總磷等水污染物在縱切面上的濃度變化，以計算水環(huán)境容量。按照坪山河流域及龍崗河流域水環(huán)境功能滿足國家地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的要求，運用河流水環(huán)境容量分析模型軟件核算轄區(qū)內(nèi)河流水環(huán)境容量，COD、氨氮、總磷理想容量分別為567，141，9 t。對比污染物排放量可發(fā)現(xiàn)，除氨氮外，COD 和總磷均超過河流水環(huán)境容量。

4.3 機動車尾氣污染防治任務(wù)艱巨

根據(jù)預(yù)測結(jié)果可知，機動車尾氣排放的各項污染物占比較重，其次為城市揚塵。坪山區(qū)正處于大開發(fā)、大建設(shè)時期，“十四五”期間經(jīng)濟將會高速發(fā)展，伴隨著能源消耗、機動車使用、工地建設(shè)也相應(yīng)增加。2025 年，NOX，PM2.5，PM10的排放壓力將進一步加劇，給空氣環(huán)境質(zhì)量造成了巨大的負擔(dān)。此外，根據(jù)2019 年環(huán)境監(jiān)測結(jié)果［2］，坪山區(qū)臭氧污染最高濃度達257 μg/m3，NOX作為臭氧的前體污染物［13-14］，其排放來源主要為汽車尾氣，因此，機動車尾氣防治應(yīng)為坪山區(qū)“十四五”期間大氣污染治理的重中之重。

5 “十四五”減排對策及建議

5.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境的壓力

加快經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型，積極培育和發(fā)展以5G 為代表的新一代信息技術(shù)，積極培育發(fā)展工業(yè)母機、智能機床、增材制造設(shè)備、機器人等高端裝備制造產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展顯示材料、關(guān)鍵微電子材料、高性能儲能材料、高分子材料、石墨烯等新材料產(chǎn)業(yè)，積極建設(shè)綠色低碳、生物醫(yī)藥、數(shù)字經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。鼓勵企業(yè)實施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，著力推動區(qū)域內(nèi)部分能耗、環(huán)保、質(zhì)量、安全、技術(shù)達不到標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)不合格產(chǎn)品或淘汰類產(chǎn)能依法依規(guī)關(guān)停、退出、轉(zhuǎn)移。嚴(yán)格實施“雙超雙有”企業(yè)強制清潔生產(chǎn)審核，推動重點用能企業(yè)、環(huán)境保護重點監(jiān)控企業(yè)、重點保護區(qū)域周邊企業(yè)實施綠色清潔生產(chǎn)。

5.2 強化源頭管控，實現(xiàn)涉水污染源監(jiān)管全覆蓋

加大流域重污染企業(yè)淘汰關(guān)停力度，嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)項目主要污染物排放總量前置審核制度，實行流域內(nèi)污染物排放“等量置換”或“減量置換”。開展專項執(zhí)法行動，對非法向河道排水、非法在河道管理范圍內(nèi)養(yǎng)殖、涉河建設(shè)項目未經(jīng)批準(zhǔn)擅自動工等違法行為進行嚴(yán)厲打擊，及時制止、堅決查處破壞水資源、危害水生態(tài)、影響水安全等水事違法行為，助力維護轄區(qū)河流水質(zhì)安全穩(wěn)定。

5.3 突出精準(zhǔn)治污，推進大氣污染物協(xié)同減排

從移動交通污染源、工業(yè)廢氣、城市揚塵、臭氧防治等方面著手，總體布局。推廣新能源汽車，推動公共機構(gòu)公務(wù)用車全部達到燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)；加快充電樁建設(shè)，鼓勵新建住宅停車場全部配備充電樁，公交車、出租車應(yīng)用新能源汽車比例逐步達到100%。強化全區(qū)工程機械、場內(nèi)機械等移動機械污染控制，全面限制低于GB 20891—2014《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第三、四階段）》第三階段標(biāo)準(zhǔn)的柴油機以及未加裝顆粒捕集器的非道路移動機械的使用。持續(xù)推進“一企一策”方案的制定和實施，建立重點行業(yè)建設(shè)項目揮發(fā)性有機物排放總量管理制度，對揮發(fā)性有機物新增排放量實行現(xiàn)役源削減替代。督促施工工地落實施工揚塵“7 個100%”。

6 結(jié)語

本文通過研究發(fā)現(xiàn)，“十三五”期間隨著污染防治攻堅戰(zhàn)的推進，坪山區(qū)生態(tài)環(huán)境保護工作取得了良好的成效，轄區(qū)生態(tài)環(huán)境有了極大的改善，但污染總量減排方面依然面臨很多問題，“十四五”期間的污染防治任務(wù)艱巨。“十四五”期間，坪山區(qū)應(yīng)從源頭出發(fā)，圍繞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)治污、源頭減量等方面，結(jié)合治理目標(biāo)，因地制宜采取針對性措施。