承德市中心城区颗粒物污染防治对策

刘 璇

(承德市环境保护局，河北 承德 067000)

承德市旅游资源得天独厚，举世闻名的“避暑山庄”座落于此，1998年底被国家旅游局列入首批中国优秀旅游城市，然而，在上世纪80年代，被誉为“紫塞明珠”的承德却被滚滚的烟尘浓锁，经过政府和社会的努力，在工业上，烟气脱硫脱硝工程得到落实、清洁能源逐步普及、超低排放标准有效实施，在民用上，原煤散烧、分散取暖、小连片取暖逐步取缔，民用燃气、集中供热得到加强，《承德市环境质量状况公报》显示，2013-2016年，承德市中心城区六项监测因子中，SO2、NO2、CO的年均浓度达到《环境空气质量》(GB3095-2012)二级标准。可以说，以燃煤为主的“煤烟型”大气污染得到了有效控制，大气污染防治工作取得了阶段性的成果。然而，《承德市环境质量状况公报》同时也显示，2013-2016年，市中心城区六项监测因子中，PM10、PM2.5、O3的年均浓度超出《环境空气质量》(GB3095-2012)二级标准。特别是近十余年持续的雾霾，说明承德市的大气污染从“煤烟型”转变成以颗粒物(PM10、PM2.5)、臭氧为污染特征的“复合型”污染，“复合型”污染不仅严重影响环境空气质量，更会直接危害人们的身体健康。查找 “复合型”污染特征并提出解决方案，对改善承德市环境质量具有重要意义。

1 研究内容

1.1 研究内容

因臭氧的来源及危害比较复杂，故本文的研究内容仅对2013-2016年承德市中心城区颗粒物(PM10、PM2.5)数据进行收集，归纳总结各项污染物的月变化情况。查阅2013-2016年承德市月均气温变化情况和月均风速变化情况。调查承德市中心城区主要大气污染源排放特征及排放量。对取得的数据进行综合分析，归纳和总结，找出影响承德市大气污染特征，并提出措施。

1.2 大气污染物浓度变化情况分析

本文选取的环境数据来自2013-2016年承德市环境保护局向社会公开发布的《承德市环境质量状况公报》，属权威发布，数据可靠，可用于数据分析和数据挖掘。通过对市区按年、月均值环境数据分析，并结合区域地形和气候条件分析，探寻颗粒物(PM10、PM2.5)的污染特征，探索解决办法。

2 颗粒物(PM10、PM2.5)浓度年度变化情况

从图1承德市中心城区2013-2016年PM10年均浓度变化曲线可以看出，PM10年均浓度呈下降趋势，从2015年起，这项污染物的下降趋势较为明显，在2016年达到最低，年均值为81 μg/m3，超过国家标准15.7%。

从图2承德市中心城区2013-2016年PM2.5年均浓度变化曲线可以看出，PM2.5年均浓度与PM10相似，呈下降趋势，但仍超过国家标准要求，从2015年起，这项污染物的下降趋势较为明显，在2016年达到最低，年均值为40 μg/m3，超过国家标准14.3%。

通过2013-2016年颗粒物(PM10、PM2.5)浓度变化情况可以看出，近年来的大气污染防治工作取得了明显成效，空气质量得到一定程度的改善，但两项污染物仍超出国家环境质量标准(GB3095-2012)中二级标准限值要求，因此，深入研究颗粒物的来源和探索解决思路，尤为重要。

2.1 颗粒物(PM10、PM2.5)浓度月变化情况

为进一步分析PM10、PM2.5一年中不同月份的浓度变化情况，将两项污染物近四年逐月的浓度变化情况进行对比，以查找影响两项污染物浓度升高的原因。

1) PM10年度月变化情况

可吸入颗粒物的形成主要有两个途径：一是各种工业过程，如燃煤、冶金、化工、内燃机等直接排放的超细颗粒物；二是大气中二次形成的超细颗粒物与气溶胶等。其中，第一种途径是可吸入颗粒物的主要形成源，也是可吸入颗粒物污染控制的重要对象。从PM10年度月变化情况曲线图可以看出(见吐3)，2013-2016四年中，整体符合年均浓度变化情况，就每月情况看，PM10浓度较高的月份集中在上半年的2、3月份和下半年的10、11月份，而6、7、8、9四个月PM10月均浓度较低，曲线平缓，8月为低谷，9月略有升高，出现这种变化说明在2、3、10、11月份有影响PM10浓度的因素，具体原因还需进一步分析。

2) 细颗粒物(PM2.5)年度月变化情况

细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。由于细颗粒物粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。从2013-2016四年月均浓度曲线上看，PM2.5浓度较高的月份集中在上半年的2、3月份和下半年的10、11、12月份，而4、5、6、7、8、9四个月PM2.5月均浓度较低，曲线平缓，8、9月为低谷。此外，从PM2.5月变化情况曲线图可以看出(见图4)，PM2.5浓度变化曲线与PM10的走势相似，说明颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)存在着某种关联。

PM2.5年度月变化情况

3 主要大气污染物来源分析

从承德市2015年污染源排放清单可以看出，SO2和NOx的来源主要集中在工业源，占比高达79.5%和72.6%；PM10主要来源于交通扬尘和工业源，分别占总排放量的36.9%和34.7%，TSP和PM10的主要来源相似；PM2.5的来源主要集中在工业源和交通扬尘两个方面，分别占总排放量的47.0%和25.9%。可以说，工业源和交通扬尘，是影响PM10和PM2.5浓度的主要原因(见表1)。

表1 承德市2015年污染源排放清单(t/年)

为进一步分析工业源中各行业对PM10和PM2.5的影响程度，对2015年工业污染源行业排放情况进行了统计，统计结果见表2。从清单中可以看出，工业源中TSP、PM10和PM2.5排放主要集中在冶金行业，三种污染物排放量分别占工业源排放总量的44.2%、34.2%和37.1%，其次为电力行业，占比分别为16.5%、30.1%和30.1%，再次为建材行业。随着工业企业多样化发展，其他工业中三种污染物的排放量占比分别达到了18.2%、16.8%和15.3%，已经成为不容忽视的污染源。

表2 承德市2015年工业污染源行业排放清单(t/年)

承德市冶金行业大气污染物排放大户主要有河北钢铁股份有限公司承德分公司、承德建龙特殊钢有限公司、承德盛丰钢铁有限公司和承德兆丰钢铁集团有限公司。电力产生行业在大气污染物排放中占第二位，排放大户主要有国电滦河发电厂和承德环能热电有限责任公司。

4 地型及气候条件分析

为进一步分析颗粒物(PM10、PM2.5)的来源，及2-3、9-11等几个月份出现峰值的原因，对承德市区的地型情况及近4年的气候条件进行调查，结果如下：

4.1 地形地貌

承德市中心城区处于冀北燕山东段，位于燕山沉陷带与高原后背斜过渡带，经长期地质变化形成独特的承德丹霞地貌特征，地势由西北向东南逐渐降低，构成低山环绕的山间盆地，海拔高度在313～1 074 m之间，属于山地丘陵区。

4.2 气候特征

承德市中心城区处于暖温带向寒温带过度地带，属于温带半湿润半干旱大陆性季风型山地气候，其气候特点是冬季寒冷干燥，时间长；春季多风干燥，历时短；夏季清凉多雨，适宜避暑消夏；秋季天高气爽，昼夜温差大，降水年、季变化大。历年最多风向为NEN风，频率为8.82%，最少风向为ES风，频率为2.11%；年静风频率29.63%，平均风速1.0m/s。多年平均气温8.9℃，年极端最低气温-24.2℃(出现在1月份)，极端最高气温41.5℃(出现在7月份)，全年无霜期157天。年累积日照时数为2 903 h。区域内多年平均降水量560 mm，日最大降水量151.4 mm，时最大降水量52 mm，年内雨量主要集中在七、八、九三个月份。

经与气象部门了解，承德市区大部分时间是静风，1、2、7、8、9、10、11、12月，每月静风占比在50%以上，其中8到第二年1月(冬半年)，静风占比高达55%以上，全年静风占比51%。承德市区2013-2016年月平均风速曲线图可以看出(见图5)，月平均风速最大值为2～2.6 m/s，出现在晚春季节，而最低平均风速为1.1左右，出现在9-12月份。高静风占比及低风速，不利于气态污染物的扩散，是秋末冬初产生雾霾的主要气象条件。

5 结论

通过以上分析可以看出，影响承德市颗粒物(PM10和PM2.5)污染的主要因素有三个方面：

1)颗粒物的产生，是大气污染颗粒物污染的物质基础。承德市的燃料结构主要以一次能源为主，包括煤炭、石油及天然气等。1989-2015年，全市煤炭消费总量为13409.42万t，呈逐年递增趋势，而且以当地高灰份煤为主，这是颗粒物污染的直接原因；而且，工业化发展使工业废气排放主要集中在黑色金属冶炼、电力和热力的生产和供应等行业。

2)山谷盆地的地形条件，市内高楼林立，交通拥挤，城市热岛效应明显，空气流动性差，污染物难于扩散，特别是在深秋和初冬季节，极易产生逆温层，气态污染物源在山谷盆地上空形成一层厚厚的污染带，给城市居民的生活环境带来危害。

3)低风速、高静风的气象条件，进一步降低了大气污染物的扩散能力，颗粒物在不利的气象扩散条件下，迅速累积，极易形成雾霾等重污染天气。

4)经济的快速发展，施工扬尘、机动车尾气等污染源对大气环境的影响进一步加大。

6 措施及建议

《河北省大气污染防治行动计划实施方案》和《承德市大气污染防治行动计划实施细则》的有效实施，承德市大气环境质量到一定的控制，但仍距国家要求有一定差距，本文建议从以下几个方面加大污染治理力度，以解决颗粒物污染问题。进一步加强燃料结构调整。大力推广清洁能源在燃料中的占比，改变原有燃烧煤炭，推广使用电力、天然气等清洁能源，在全市范围内的供暖锅炉实施“煤改气”、“煤改电”，将压减燃煤进程“提速”。加强产业结构的转型升级。对“两高一资”企业坚决淘汰或转型，对可改造升级的企业，要求采取清洁生产水平高的工艺和设备替代清洁水平一般的工艺和设备，从企业生产全过程降低污染物的产生。同时全面升级排污企业的除尘、脱硫、脱硝治理设施，使工业粉尘、烟尘和二氧化硫排放总量得到较大幅度的下降；加强排污企业、施工场地和机动车排气的管理。在正常巡查排污企业的基础上，增加巡查频次，全面深化落实“网格化”管理，鼓励全民参与环境监督；严禁“黄标车”、黑烟车上路，进一步推广纯电动车，特别是纯电公交车的普及力度，加大财政补贴力度 ，引导机动车向零排放转变。强化重污染天气预警机制。深化重污染天气的预测、预警，在预测到重污染天气将要发生的情况下，对大气污染物排放大户、强制实施错峰生产、轮流停产等措施；对施工工地全面停工、对作业面实现全覆盖；对机动车实行有效的限行措施，避免重污染天气的发生。