大庆市雾霾形成原因分析及其生态城市建设对策

龙小菊

大庆市雾霾形成原因分析及其生态城市建设对策

龙小菊

（东北石油大学秦皇岛分校，河北 秦皇岛 066000）

以大庆市为研究对象，分析了2014—2016年大庆市环境空气质量特征及雾霾成因，并提出了生态城市建设对策。结果表明：2014—2016年大庆市SO2、NO2年均质量浓度均达到环境空气质量标准一级浓度限值，PM2.5浓度超过二级浓度限值3.8%～26.0%，2016年大庆市环境空气质量达标天数和重污染天数分别占全年的89.9%和1.9%。产业和能源结构不合理、大气氧化性强、外来源传输贡献等是造成大庆市雾霾的主要原因，因此建议从工业行业搬迁、推进节能技术进步等方面建设大庆生态城市。

PM2.5；生态城市；污染治理；大庆

生态城市是指尽可能降低对能源、食物等生活必需品的需求量，降低气态污染物和废水排放的城市[1]。在工业排放、机动车保有量日益增长的今天，大气污染物排放量居高不下，如何建设生态城市是黑龙江省各市保卫碧水蓝天的重要难题。大庆市是黑龙江省省域副中心城市，是中国第一大油田、世界第十大油田的大庆油田所在地。随着大气污染防治工作方案的实施，大庆市环境空气质量逐步提升，2015年大庆市获得黑龙江省“省级生态城市”称号[2]，但在污染物不利于扩散的气象条件下仍会出现雾霾天气。

雾霾对居民身体健康和生态环境具有严重的负面影响[3]。一方面，雾霾可造成污染物积聚，导致能见度降低，对民众出行和交通产生不利影响[4]；另一方面，雾霾天气下PM2.5中富含有机物、致畸致癌等有害组分，细颗粒物更易通过呼吸系统进入人体，对呼吸系统具有重要影响，会升高人体发病率[5-6]。由此可见，建设生态城市是大庆市循环经济发展的必要条件，对于促进社会经济与环境协调发展具有重要意义。

目前，国内学者针对生态城市建设和雾霾治理开展了广泛研究。如在生态城市建设方面，马庆柱等[7]针对大庆市雾霾防治问题开展了相关研究，从产业组成等方面分析了大庆市大气污染成因，并从电厂、机动车控制等方面提出了污染控制措施；姜旭等[8]提出了长春市建设生态城市的五个原则，并阐明了建设生态城市的战略措施；毕瑜菲[9]提出了我国建设生态城市的重要性，综合考虑了我国生态城市发展的基础及措施。在雾霾治理方面，周勤迁等[10]针对黑龙江海伦农业区冬春季PM2.5和气态污染物的污染特征开展了相关研究，结果显示，采样期间PM2.5超过国家二级标准天数的比例为22.5%，PM2.5和SO2浓度高值出现在12月份，且日变化呈双峰型，而O3日变化为单峰型；韩铮等[11]总结了黑龙江省PM2.5监测现状，分析了该省PM2.5超标原因及今后PM2.5监测发展方向，以哈尔滨市区为例，进行了大气污染预测及分析。但目前针对大庆市污染物变化规律、雾霾天产生的原因及生态城市建设措施研究不足。

因此，本研究以大庆市为研究对象，从2014—2016年大庆市大气环境空气质量入手，分析了PM2.5等主要污染物的年际、月际变化规律和不同污染等级变化规律，综合掌握了造成大庆市雾霾的主要原因，并针对性地提出了生态城市建设过程中雾霾治理措施，以期为大庆市保持“省级生态城市”并向全国“优秀生态城市”行列迈进提供科技支撑。

1 大庆市大气环境空气质量

1.1 污染物浓度年际变化

2014—2016 年大庆市 PM2.5、SO2、NO2、O3浓度月变化如图1所示。结果显示，整体来看大庆市大气环境空气质量较好，2014—2016年SO2、NO2年均质量浓度均达到环境空气质量标准一级浓度限值，PM2.5浓度未达标，超过二级浓度限值3.8%～26.0%。

图1 2014—2016年大庆市污染物浓度月变化

从年际变化来看，PM2.5和SO2整体呈下降趋势，与2014年相比，2016年PM2.5和SO2浓度分别下降14.0%和13.6%，主要是大庆市从2013年开始出台了《关于印发大庆市加强大气污染防治工作实施方案的通知》等大气污染防治政策，采取了取缔燃煤小锅炉，加强工业粉尘治理等措施，使得PM2.5和SO2排放减少。然而，NO2和O3呈上升趋势，与2014年相比，2016年NO2和O3浓度分别上升20.0%和18.8%，NO2主要来自机动车尾气排放，大气环境中的NOx90%左右均来自于机动车尾气排放[12]，虽然大庆市采取了淘汰黄标车、提高油品品质等措施，但2014—2016年机动车保有量持续增长，截至2016年底已突破58万辆，比2014年初增加了26.6%[13]；NO2和VOCs是O3的重要前体物，VOCs具有种类繁多、行业分散、量大、面广等特点，目前国内尚未得到详细的VOCs排放清单，给监测和治理带来一定困难，再加上大庆是一座以石油、石化为支柱产业的著名工业城市，VOCs排放量大，导致O3浓度居高不下。

1.2 污染物浓度月际变化

从月变化来看（图1），PM2.5和SO2浓度高值均出现在采暖季，统计结果显示11月至次年3月PM2.5和SO2浓度分别是全年均值的1.3～1.5倍和1.6～2.1倍。主要原则是：一方面，居民供热取暖和散煤燃烧排放量显著升高，导致颗粒物及前体物的排放量增加；另一方面，冬季易出现逆温现象，导致污染物在近地层不断累积，难以扩散；此外，采暖季较低的环境温度有利于半挥发性物质向PM2.5转化。夏季PM2.5和SO2浓度分别仅是全年均值的54.9%～75.2%和57.1%～58.5%，主要是该段时间内降水较多，对大气环境中污染物具有明显的冲刷去除作用，使得环境空气质量得到明显改善。

O3浓度高值出现在夏季，6月—8月浓度是其他月份的1.3倍左右，一般来说，高浓度O3容易出现在强太阳辐射、高温和低风速的气象条件下，主要是由石油化工行业、汽车尾气等排放的NOx和VOCs在大气中经过复杂的光化学反应生成的二次污染物。2014—2016年大庆市O3污染显现，也说明当前NOx和VOCs控制力度不匹配，VOCs排放仍未得到有效控制。NO2主要来自于机动车尾气排放，月变化不大。

1.3 不同污染等级变化规律

2014—2016年大庆市不同污染等级的天数情况如图2所示。总体来看，大庆市大气空气质量呈现好转的趋势，2014年大庆市空气达标天数累计303 d，占全年有效天数的84.4%，比2016年少了26 d，重污染天累计达6 d，占全年有效天数的1.7%；2015年大庆市空气达标天数累计316 d，占全年天数的86.6%，比2016年少了13 d，重污染天累计达9 d，比2016年增加2 d，占全年天数的2.5%；2016年环境空气质量达标天数（优和良）和重污染天数（重度和严重污染） 分别为 329 d和7 d，占全年天数的89.9%和1.9%。

图2 2014—2016年大庆市不同污染等级的天数

2 大庆市雾霾形成原因及生态城市建设对策

2.1 雾霾形成原因分析

2.1.1 产业结构不合理

Hodinkee的主编Benjamin Clymer写了一篇短文表达他的看法，他说有品牌离开巴塞尔表展并不奇怪，让他意外的是，最先退群的不是之前盛传的百年灵，却是斯沃琪集团。

2014—2016年大庆市和黑龙江省产业结构对比如图3所示。产业结构决定了城市产业的资源利用效率和经济效益等[14]，2016年大庆市全年实现地区生产总值2 610亿元，第一、第二、第三产业地区生产总值分别占大庆市生产总值的7.2%、58.4%和34.4%，其中第二产业2016年生产总值分别是第一产业和第三产业的8.1倍、1.7倍，第二产业在大庆市经济活动中占有主导地位，属于支柱型产业[15]。虽然与加工产业（钢铁、冶金等工业） 相关的第二产业在2014—2016年间处于持续下降趋势，但是仍占有超过一半的比例（58.4%～77.0%）[16]，远高于黑龙江省整体情况（28.9%～37.2%）[17-18]；与服务业相关的第三产业比例（18.5%～34.4%）却远低于黑龙江省整体情况（45.1%～53.7%），表明大庆市仍需合理规划产业布局，淘汰落后产能，大力发展居民服务、旅游等无污染服务业。

2.1.2 能源结构不合理

大庆市能源消费长期以来主要以煤炭为主，天然气、石油等优质能源消费比例偏低。2013年大庆市规模以上工业煤炭消费量占规模以上工业能源消费总量的19.9%，天然气、电力、热力消费分别占8.6%、5.7%、4.9%[19]。煤炭消耗比重过高，能源消费结构优化速度较慢。大量消费煤炭不仅直接导致能源利用效率低下，同时又带来污染物排放量增加等诸多问题。

图3 2014—2016年大庆市和黑龙江省产业结构比例

2.1.3 大气氧化性强

O3浓度的高低可在一定程度上反映出大气氧化性的强度，2016年大庆地区O3年均浓度为65.4 μg/m3。大气环境中较高的氧化性会促进NO2和SO2等污染物在大气中的化学反应及其向NO3-、SO42-和SOA等二次污染物的转换，造成雾霾天气。

2.1.4 外来源贡献

2.2 生态城市建设对策与建议

2.2.1 工业行业搬迁

大庆市地势条件为北高南低，受南方气流影响时，污染物不易扩散，所以建议大庆市制定和完善远景规划，在市区以外扩散条件好的区域规划工业聚集区，将有污染的工业企业有计划地搬迁到条件更适宜的工业聚集区，并严格控制工业源污染排放，深化各类污染管理，以减轻市区的污染。

2.2.2 推进节能技术

2016年大庆市万元地区生产总值能耗为1.045 7 t标准煤，因此建议在加快产业结构调整的同时，大力推广使用清洁能源（天然气、水电等）或符合标准的低硫优质煤，禁止销售不符合标准的散煤及制品，逐步推进城市居民集中供暖，鼓励农村居民使用燃气替代炊事燃煤，降低粉尘和气态污染物排放量；淘汰落后产能和生产工艺，鼓励企业进行节能环保新工艺、新技术研发，改进现有落后的燃烧方式，减少对大气环境的污染。

2.2.3 提高生态环境整体优化程度

2014—2016年大庆市建成区绿化覆盖率、生活污水集中处理率、全市森林覆盖率整体呈上升趋势，于2016年分别达到45.6%、95.2%、12.9%，但市区生活垃圾无害化处理率与2014年相比下降0.9%。建议大庆市继续加强城市生态环境建设，加强道路两侧绿化，减少裸露地面，积极推行城市道路机械化（真空清扫车）清扫，减低道路扬尘、裸地扬尘等无组织排放源。

2.2.4 全方位推广绿色经济

推广绿色经济是生态城市建设的前提，绿色经济包含绿色生产、绿色建筑技术等方面。本研究一方面建议对废弃物进行妥善处置，优先进行无害化处理与回收利用，争取做到固体废弃物资源化100%利用；其次，支持企事业单位开展绿色建筑设计，达到节能降耗、减少污染的效果[20]。

3 结论

本研究以黑龙江省大庆市为研究对象，分析了2014—2016年大庆市环境空气质量特征、雾霾成因，并提出了生态城市建设对策，研究结果表明：

（1）大庆市大气环境空气质量较好，2014—2016年SO2、NO2年均质量浓度均达到环境空气质量标准一级浓度限值，PM2.5浓度超过二级浓度限值3.8%～26.0%。

（2）产业结构、能源结构不合理及大气氧化性强，外来源贡献等是造成大庆市雾霾的主要原因之一。

（3）建议从工业行业搬迁、推进节能技术进步、提高生态环境整体优化程度和全方位推广绿色经济等方面建设大庆生态城市。

[1] 付兰迪.坚持绿色发展,建设生态城市[J].才智,2016（24）：258.

[2]王爽.2015年大庆获“省级生态城市”殊荣 全年319个“优良天”[EB/OL].[2016-01-05]（2017-07-01）.http：//news.dqdaily.com/2016-01/05/content_3321425.htm.

[3]靳全锋，马祥庆，王文辉等.华东地区2000—2014年间秸秆燃烧排放PM2.5时空动态变化[J].环境科学学报，2017，37（2）：460-468.

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[5]赵珂，曹军骥，文湘闽.西安市大气PM2.5污染与城区居民死亡率的关系[J].预防医学情报杂志，2011，27（4）：257-262.

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[7]马庆柱，王志新，叶蕊.大庆市雾霾防治问题研究[J].城市管理与科技，2014（5）：74-76.

[8]姜旭，林洪业.长春市建设生态城市的战略措施[J].才智，2009，（4）：236-237.

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[11]韩铮，邢延峰，李广来等.黑龙江省PM2.5监测现状及结果分析[J].环境科学与管理，2013，38（1）：134-136，140.

[12]龙小菊.秦皇岛市大气重污染特征及防控策略[J].中国环境管理干部学院学报，2017，27（3）：82-86.

[13]新浪黑龙江.大庆机动车保有量超58万 每天有174台新车落户[EB/OL].[2016-07-15]（2017-07-01）.http：//hlj.sina.com.cn/news/2/2016-07-15/detail-ifxuapvs8484321.shtml.

[14]周允旭，魏峻青.试论生态城市建设的理论、影响因素及措施[J].科技信息，2010（7）：33，15.

[15]大庆市统计局信息网.2016年大庆市国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].[2017-05-02]（2017-07-01）.http：//tjj.daqing.gov.cn/tjgb/24109.htm.

[16]大庆市统计局信息网.2014年大庆市国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].[2015-08-13]（2017-07-01）.http：//tjj.daqing.gov.cn/tjgb/23652.htm.

[17]黑龙江省人民政府.2014年黑龙江省国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].[2015-08-08]（2017-07-01）.http：//www.hlj.gov.cn/sq/system/2015/08/08/010734768.shtml.

[18]黑龙江省人民政府.2016年黑龙江省国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].[2017-06-01]（2017-07-01）.http：//www.hlj.gov.cn/sq/system/2017/06/01/010830519.shtml.

[19]大庆市统计局信息网.从经济普查能耗数据看我市优化经济结构的路径选择[EB/OL].[2015-08-13]（2017-07-01）.http：//tjj.daqing.gov.cn/fxyj/23675.htm.

[20]王怡红.建设生态城市的措施与建议[J].城市开发，2013（6）：36-37.

Causes of Haze and Ecological City Building in Daqing

Long Xiaoju
（Northeast Petroleum University at Qinhuangdao,Qinhuangdao Hebei 066000,China）

Taking Daqing city as the research object,analyzed the characteristics of environmental air quality and haze formation,and proposed the countermeasures for ecological city building.Results showed that the annual concentrations of SO2and NO2meet the 1st-level air quality standard in Daqing from 2014 to 2016.However,the PM2.5concentration exceeds the 2nd-level air quality about 3.8%to 26.0%.It is also found that the time of environmental air quality standard days and heavy pollution days account for 89.9%and 1.9%,respectively in Daqing in 2016.The unreasonable of industrial and energy structure,strong atmospheric oxidation,and external source contribution are the main reasons leading to the haze weather in Daqing.Therefore,industrial relocation,propelling the advance of energy-saving technology are suggested to build the ecological city in Daqing.

PM2.5,ecological city,pollution control,Daqing

X513

A

1008-813X（2017）05-0082-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.05.21

2017-07-01

大庆市哲学社会科学规划研究项目《大庆生态城市建设之雾霾治理》（DSGB2017078）

龙小菊（1978-），女，河北省秦皇岛人，毕业于大庆石油学院矿产勘探与普查专业，硕士，讲师，主要从事大气污染治理研究工作。

（编辑：程 俊）