城市大气环境容量分析与污染控制方法研究

杨青青

(中山市环境保护科学研究院,广东中山 528400)

城市大气环境容量分析与污染控制方法研究

杨青青

(中山市环境保护科学研究院,广东中山 528400)

本文首先分析了广州市的环境空气质量的变化,后采用修正的A-P值法对广州市的城市大气环境容量进行了预测,考虑到其产业布局以及污染源的分布,最后提出了对空气污染物控制的若干措施与建议。

城市环境 空气质量 环境容量 污染控制

随着当前社会经济不断发展以及城市化水平不断得到提升,在珠三角城市化的推进过程中,广州及周边城市的污染情况越来越来严重,而空气质量越来越差,特别是近几年来雾霾越来越严重,受到全国人民的关注。

为了改善城市空气质量,有效控制雾霾,必须要从对城市的污染源出发,对空气污染物的排放进行控制。文中着重对广州市的城市大气环境容量做出预测,并分析本市的产业布局以及污染源的分布情况,提出了对本市的空气污染物控制的一些措施与建议。

1 广州市大气环境现状

1.1 近年广州市环境空气质量

广州是一个省会城市,同时也是一个人口超过1000万的大城市,也是非常发达的大都市。近几来广州经济一直保持快速增长,在2001至2012年间全市GDP由原来的2685．76亿元增长至13551.21亿元,年均增长率差不多到达15.5%;而在机动车方面则从原来的143万左右辆增加到250万以上。同时在工业方面的规模在扩大,这些都给广州空气质量以及生态环境带来了巨大压力。分析近几年的广州空气质量现状可知(见图1),2001至2012年间全市三种常规空气污染物的浓度先升高后降低,相应地空气质量由恶化到改善,最后比较稳定。由图可知,从2006年开始广州空气质量有了一定的好转,一些主要污染物浓度的逐步下降,但NO2、PM10这两种污染物浓度下降并不十分明显,NO2与PM10做为城市空气的主要特征污染物,它给空气质量控制带来了严峻的形势。

广州市大气污染有着明显的时空变化规律,由于受到地形和气象条件的影响,在夏季期间污染物浓度一般要比平时偏低,春季和冬季染物浓度则比较严重,原因是相对稳定的大气层它对污染物的扩散非常不利,而这两个季节城区内NO2浓度要远远高于郊区地方。但总的来说,广州市出现灰霾天气呈现下降趋势,在变化规律上也是与PM10浓度一致的。

1.2 2013年环境空气质量

根据广州市环保局发布的2013年广州市环境质量状况,广州2013年全年空气质量达标天数260天,达标天数比例为71.2%。达标的260天中,优81天,良179天,而轻度污染为90天,中度污染15天。广州市29个信息发布空气监测点达标天数比例在48.2%～82.3%之间,均未出现严重污染。达标比例最高的是增城荔城测点,其次为从化街口测点,达标比例最低的是黄沙路边站和杨箕路边站测点。

图1 广州市历年大气污染物浓度变化

2013年公报显示,广州市环境空气六项主要监测指标中有三项指标浓度上升:细颗粒物(PM2.5)53微克/立方米,同比上升3.9%;二氧化氮(NO2)平均浓度为52微克/立方米,同比上升6.1%;可吸入颗粒物(PM10)72微克/立方米,同比上升4.3%;分别超过国家二级标准0.51倍、0.30倍、0.03倍。

2013年12月,全国大范围出现持续时间较长的严重灰霾,广州市也出现了长时间静、稳天气,污染物不断在近地面堆积,导致污染物浓度较大幅度上升。同时,秋冬季节气候干燥,降水时间短,扬尘污染比较明显。12月,广州市PM10和PM2.5浓度比上年同期分别上升53.6%和43.9%,致使全年浓度同比有所上升。

2 广州市环境空气容量

在进行城市大气污染预测与容量控制研究中,一般有基础工作研究、模型计算以及降低污染方案与优化等。

2.1 研究准备

研究准备工作一般包括对基础数据进行收集以及整理分析,具体有对污染因子和基准年的确定、污染源清单的编制与模化、污染源的调查、城市建设与发展规划、大气污染现状资料的收集和分析以及其他相关资料的收集与整理。在研究准备工作中工作量大,整理的数据资料也要尽量做到详细。特别是对污染源的调查和清单编制,只有做这样才能得到更精确的容量计算结果。在进行定位污染源以及把握污染源排放源时,要充分分析城市的特点以及经济状况,对污染源排放进行划分。此处,对城市气象资料以及大气污染现状数据也要充分掌握,因为这也是容量计算的一关键因素,对于历史数据资料数据进行分析时,最好是从逐年、逐月、逐日和逐时,做到充分对污染和气象变化状况进行反映。

2.2 环境容量分析

对于一般城市大气环境基本环境容量的计算公式以下:

其中,Si是相应控制区面积大小单位取(平方千米);Cb为污染物质的本底浓度(进入到该区域上风向边界气流中);

2.3 结果分析

大多数的大气扩散模型都有着不同的特点,在对各种不同的因素也有着相应的考虑方式,同时在确定不确切性因素的假设以及参数时,往往会导致计算结果与实际情况有一定的误差。此外,由于各个城市的地理条件以及气象影响因素不同,在使用不同的模型进行模拟时往旆也会得到不同的结果。因此,要得到更加精确的结果,就应该进行比较模型的性能以及精确度,选出与城市特点相符合的模型进行应用计算。

3 广州市空气污染控制对策

然而城市大气环境容量做为一种有限的环境资源,必须要掌握好进而合理地有效地去利用这一环境资源,要使其充分地为国民经济发展提供服务。因此,开展城市大气污染预测和容量控制的研究就变得非常有必要了,要开展城市大气污染预测和容量控制的研究,首先要通过对城市大气环境容量的确定,再进行城市大气污染源的削减计划进行制定以及最佳工业布局优化方案的制定,进而得到改善城市空气质量的最佳方法和途径。只有这样才能使到城市经济环境得到改善,城市居民身体健康得到保障,才能给国家的经济效益起来很好的推动作用。

3.1 控制工业污染

(1)市政府要有计划、有步骤地将污染工业逐渐迁离市中心。对一些短时间内不可能迁出的要加强它们的大气污染控制技术,在以后的生产过程要加大对其监控管理力度,做到将污染程度降到最低。(2)治标要治本,必须要从污染源的治理入手,督促企业提高生产工艺,开辟治理污染的新途径,减少污染物质的排放。同时可以采用闭路循环方式,进行综合利用。(3)加大对可再生资源的开发和利用。一般情况下,可再生资源比较廉价,同时又是可收获并可以再生的永不枯竭。可再生资源还具有生物可降解性的特点,与石油化工原料相比,其污染更小,非常适合环境保护原则。

3.2 加强对机动车排放管理

(1)机动车排放所造成的污染有汽油的使用有很大的关系,而提前实施“欧3”标准对城市大气环境具有特殊的实际意义,相比于之前的“欧2”标准而言,其主要是加强了对NOx产生的限制,而HC和CO则没有什么变化,这非常符合广州这样NOx污染严重的城市。

(2)加速淘汰、转移以及改造一些不合标的在用车。目前一些旧车没有排放控制装置属于高排放源,有些在用车就算有排放控制,但随着车身老化,在平时排放装置保养不当,造成排放恶化,对于这类车应采取淘汰或改造的措施。同时更大力度发展电车以及LPG等清洁燃料车。

3.3 制定污染源消减方案

在进行模拟计算后确定城市的现状容量,对城市的现状容量以及最大允许容量差距进行比较,再通过得出的污染排放的消减率来进行制定城市污染排放的布局方案,并以得到最优的染排放的布局方案为最终目的。

污染物化学转化清除量其公式如下:

4 结语

要做好城市大气污染控制与管理工作,进行城市大气污染预测与容量控制研究能起到关键的作用。明确城市的大气环境容量,对于城市建设与发展有着深远的意义。然而工业布局是否合理直接决定着有限的大气环境容量能否得到有效的利用,一个合理、科学的工业布局不仅可以充分利用好环境容量资源,同时促进城市建设的发展。

[1]袁东.我国大气污染现状、危害与防治对策[J].商品与质量,2011.12.

[2]刘振山.ADMS大气扩散模型[M].全国重点城市大气环境容量核定培训教材,2003.

[3]蒋维楣,曹文俊,蒋瑞宾.空气污染气象学教程[M].气象出版社,1993.