石家庄市PM2.5的污染现状及防控对策

成国庆，周保华，段二红，王腾飞，任爱玲

（河北科技大学 环境科学与工程学院，河北 石家庄 050000）

污染防治与可持续发展

石家庄市PM2.5的污染现状及防控对策

成国庆，周保华，段二红，王腾飞，任爱玲

（河北科技大学 环境科学与工程学院，河北 石家庄 050000）

通过对石家庄市PM2.524 h质量浓度监测结果的分析，发现PM2.5的污染指数范围是84～242，污染指数最高点出现在高新区，最低点出现在封龙山。导致PM2.5高污染指数的影响因素有气象、地理、机动车保有量和石家庄工业结构。因此从减少扬尘、控制机动车尾气排放量、工业污染防治、环保及气象部门协作等方面提出了PM2.5的防控对策。

PM2.5；质量浓度；成因；对策；石家庄

目前，河北省区域性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众的身体健康。京津冀城市群屡屡发生持续多日的区域性重污染灰霾天气，空气中细颗粒（PM2.5）年均浓度超过《环境空气质量标准》（GB 3095-2012） 年均值的2～3倍。PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5 μm的颗粒物，来源于自然和人为活动。自然来源包括风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌等；人为来源包括道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气等。PM2.5能够较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量（浓度）越高，代表空气污染越严重。有关研究表明，PM2.5的来源复杂[1，2]，除了可直接导致能见度的降低[3]，引起地球表面温度降低和对降水的影响外[4]，还会对人体健康造成较大伤害[5-7]。

为防控PM2.5的污染，减少PM2.5对人体的危害，笔者以石家庄为研究对象，分析了石家庄PM2.5的污染现状、成因，从本质出发，提出了PM2.5污染减排的有效措施。

1 石家庄市PM2.5的污染现状

近年来，石家庄空气中PM2.5的总体含量呈递增趋势，由2013年9月5日至9日的PM2.5日平均浓度变化（见图1）可知，石家庄市9月份PM2.5浓度5天的变化呈波动趋势，9个监测点位日均浓度总变化趋势基本相同。

图1 石家庄市8个监测位点5日浓度变化曲线

封龙山PM2.5浓度不超过国家《环境空气质量标准》中PM2.5浓度限值，其余国控监测点的污染指数范围为139～242，高新区的PM2.5污染指数为242，西南高教的PM2.5污染指数为239，化工学校的PM2.5污染指数为234，西北水源的PM2.5污染指数为232，世纪公园的PM2.5污染指数为227，职工医院的PM2.5污染指数为218，人民会堂的PM2.5污染指数为210，平安电站的PM2.5污染指数为139（见表1和图2）。

表1 PM2.5特殊值出现的时间和地点

2 石家庄市PM2.5污染的成因分析

石家庄市PM2.5天气的形成与气象条件、地理位置、机动车保有量、工业结构等有密切的关系。

图3 监测位点日平均浓度

2.1 气象条件

影响PM2.5浓度的气象因素包括风速、风向、降雨、逆温层等。风速是一个较复杂的因素，它对大气污染物起到平流输送和稀释扩散的作用，也能成为引起地面扬尘的重要因素。风速对细颗粒物的扩散分为风的整体输送作用以及风对细颗粒物的稀释作用，因此，PM2.5与风速存在一定的负相关性，监测日内的平均风速为2.11 m/s，风速较小，水平输送能力差，扩散能力也差，造成污染物在局地堆积，徐徐吹来的污染物积聚起来而不能很快输送扩散出去，从而使下风方向PM2.5的浓度增高；风速是监测点PM2.5平均浓度升高的主要因素。另外雨滴能为大气中的一次气态污染物转化成气溶胶（占PM2.5成分的50%以上）粒子提供重要的前提条件，9月8日为小雨天气，雨水将高空大气中的二次污染物沉降到地面，随着雨水的蒸发，颗粒物随风在近地面扬起。所以，大气中的雨滴就成为了二次污染物在1 000 m以下低空不断累积的重要媒介。从一些观测资料分析发现，小雨天的PM2.5浓度并不会降低。一般情况下，降雨能依靠其湿沉降作用使PM2.5减少，但9 月8号降水持续时间短、降水量很小，而当日风速近于静风，水平输送能力及扩散能力差，所以不利于污染物的稀释和扩散，潮湿的空气还会给悬浮的污染物“穿上”一层“水衣”，不利于污染物的沉降，造成了污染物的累积，成为9月8日PM2.5的平均浓度升高的主要因素之一。

2.2 地理条件

西南高教和化工学校两点位附近均有大项目施工，在挖土机装载运输车辆和运输车辆在行驶中产生的路面扬尘，此外，裸露松散堆土在风吹时也会导致扬尘的产生。对PM2.5监测结果造成一定的影响。高新区子站处于城市东部区域。西邻京珠高速，北临黄石高速，南三环和东三环分别位于监测点的南面和东面，公路上的汽车尾气也会使PM2.5的浓度升高，监测期间风速较小，导致其污染物不容易扩散。封龙山地处太行山东麓，元氏县与鹿泉市交界处，一般为东南风和东风，平均风速四级左右（5.5～7.9 m/s），风速较大，便于细颗粒物的扩散和转移。且西倚太行山，当刮东、南、北、东南、东北风时，太行山对所刮起的细颗粒物起不到阻挡作用，而从石家庄2013年风向数据得知，石家庄市刮南风的频率较高。封龙山东北方向1 km处只有一条青银高速公路，车流量较少，不易形成污染的积累。

2.3 石家庄机动车保有量

根据环保部2012年公布的《中国机动车污染防治年报》，2011年全国汽车（环保部统计，仅包括客车和货车）一氧化碳（CO）排放量为2 796.0万t，碳氢化合物（HC）排放量为339.2万t，氮氧化物（NOx） 排放量为576.4万t，颗粒物（PM）排放量为59.0万t。2012年底，石家庄机动车保有量为184万辆，比2010年增加了20多万辆，出行机动车辆随之增加，行驶车速降低，导致汽车向大气中排放更多的污染物，对PM2.5的贡献值很大。其中轻、重柴油车和农用车的PM2.5排放浓度最大。尤其市区内遇交通灯时，汽车在空挡怠速、刚启动加速或频繁加速减速的状态下，排放的污染物使大气中PM2.5的浓度升高。

2.4 石家庄工业结构

2010年，石家庄市轻、重工业比重为48.6∶51.4，其中医药行业是石家庄的主导产业。制药企业生产过程中产生的大气污染物主要可分为两大类：一是产生于提取等生产工序中的有机溶媒废气如挥发性有机污染物（VOCs），二是产品的粉碎、干燥、包装等制剂过程中产生的药尘。此外，在医药制造过程中还会产生发酵尾气、酸碱废气以及诸如药尘类的废气。这些大气污染物的产生，会对PM2.5的形成以及转化产生直接和间接的影响。

石家庄的钢铁企业在重工业中占有很大的比重，包括石家庄钢铁公司在内的十几家较大型钢铁企业的铁矿开采和燃料燃烧都会产生大量的粉尘，燃料煤中有硫元素和氮元素，经过燃烧会产生氮氧化合物和二氧化硫，为二次气溶胶的转化提供了有利的条件。

3 PM2.5防控的具体措施

通过研究石家庄市PM2.5高浓度的成因，结合石家庄市污染现状，为进一步减少石家庄市PM2.5的浓度以及降低PM2.5对人体健康的危害程度，从石家庄环境和经济现状出发，提出以下建议和防控措施：

3.1 减少公路工地建设扬尘

公路工地建设应加强围挡，全面覆盖产生扬尘的物料，对破损道路及时修补，以减轻因路面颠簸造成的物料抛洒和地面扬尘污染；运输煤焦、砂石、土方、垃圾、渣土等易产生扬尘污染物料的车辆，使用封闭货箱或者采用其他方式封盖，避免在运输过程中因物料遗撒或泄漏而产生扬尘。

3.2 控制机动车尾气排放量

机动车污染防治坚持控制增量、削减存量、淘汰高污染物排放的机动车，对机动车排放的污染物实施总量控制。实施公交优先战略，鼓励发展公共交通，提高燃油品质，支持使用清洁能源的机动车。

3.3 加强工业污染防治

重点加强工业污染防治，实施污染物排放浓度和主要污染物的总量控制制度，向大气排放污染物的医药、钢铁等企业安装净化装置或者采取其他防护措施，保证大气污染防治设施的正常使用，同时积极开发可再生、高效、低排放能源。

3.4 加强环保部门与气象部门的合作

环保部门与气象部门尽快开展基于环境健康影响与成因控制的PM2.5预测、预报、预警方法的研究和业务平台建设，为政府实行动态调控的环保措施提供科技支撑[8]。

在城市化进程不断加快的背景下，局地排放和不利的空气扩散条件导致石家庄PM2.5的污染日益严重，所以，治理PM2.5是一个系统工程，必须动员全社会的力量，统筹规划，在充分吸收和利用国外先进理念和技术的基础上，努力实现管理体制和机制的创新，走出一条与石家庄市经济社会和环境现状条件相适应的治理之路。

[1]吕建，李定凯.可吸入颗粒物研究现状及发展综述[J].环境保护科学，2005，31（2）：5-8.

[2]朱先磊，张远航，曾立民，等.北京市大气细颗粒PM2.5的来源研究[J].环境科学研究，2005，18（5）：1-5.

[3]柯馨姝，盛立芳，孔君，等，青岛大气颗粒物数浓度变化及对能见度的影响[J].环境科学，2014，35（1）：15-21.

[4]王平利，戴春雷，张成江.城市大气中颗粒物的研究现状及健康效应[J].中国环境监测，2005，18（1）：83-87.

[5]李伟芳，白志鹏，魏静东，天津冬季大气中PM2.5及其主要组分的污染特征[J].中国环境科学，2008，28（6）：481-486.

[6]徐祥德，施晓辉，谢立安，等．城市冬、夏季大气污染气、粒态复合型相关空间研究[J]．中国科学：D辑地球科学，2005，35（增刊）：53-65．

[7]蒲维维，赵秀娟，张小玲.北京地区夏末秋初气象要素对PM2.5污染的影响[J].中国气象局北京城市气象研究所，2011，22（6）：716-723.

[8]卢照方.灰霾天气的形成与灰霾监测[J].绿色科技，2011（9）：131-132.

（编辑：程 俊）

Pollution Situation and Control Measures of PM2.5in Shijiazhuang City

Cheng Guoqing,Zhou Baohua,Duan Erhong,Wang Tengfei,Ren Ailing
（School of Environmental Science and Eengineering,Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050000,China）

From the monitoring results of mass concentration in Shijiazhuang city,it was concluded that the average pollution index of PM2.524 h range was 84～242.The pollution index in the Gaoxin District was the highest and the index of Fenglong Mountain District was the lowest among the seven districts,The main influence factors on PM2.5were meteorological factors,geographic factors,motor vehicle quantities factors and industrial structure factors.So put forward the countermeasures from the aspects of dust reduction,vehicle emission control,industrial pollution prevention and control,and the cooperation between environment protection department and meteorological department.

PM2.5；mass concentration；cause；measures；Shijiazhuang

X513

A 文章编号：1008-813X（2014）05-0001-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2014.05.12

2014-05-18

成国庆（1989-），女，吉林松原人，河北科技大学环境科学与工程专业硕士在读，主要从事大气污染理论与控制方面的研究。