大气颗粒物污染源解析助力邢台精准治污

文 齐芳 贾飞虎

科学的污染物源解析研究，为精准治污、有针对性地采取措施提供方向和依据。

近年来，邢台市不断加大大气污染防治工作力度，环境空气质量持续改善。但2018年PM2.5和PM10年均浓度仍分别超出国家空气质量二级标准0.97倍、0.87倍，空气质量在全国169个城市排名中仍处于落后位次。颗粒物污染成因分析和溯源研究及其结果应用对全市的大气污染防治工作具有积极的指导意义。

邢台市基本情况

企业能耗以燃煤为主。2005年至2016年全市工业煤炭消耗总量占能源消耗总量80%左右。自2008年起，邢台市生活燃煤总量也在持续上升，且生活燃煤多以散烧为主，污染不容忽视。2017年邢台全市规模以上工业煤炭消费量为1751.25万吨，同比减少95.19万吨；规模以上工业企业综合能源消费量1135.44万吨标准煤（当量值），同比下降2.38%；单位工业增加值能耗1.321吨标准煤/万元，同比下降8.25%。

自然条件

邢台市位于河北省南部，地处太行山脉和华北平原交会处，市区位于太行山前凹槽地带，地势相对低洼。属温带大陆性季风气候，四季分明，寒暑悬殊，春旱风大，夏热雨多，秋凉时短，冬寒少雪。

产业结构

邢台从20世纪50年代开始就是老工业基地，钢铁、建材、玻璃、煤化工是支柱产业。自2005年起至今，产业结构正在调整，第一产业仅有3%的降幅，第二产业降幅12%，第三产业增幅15%。目前，邢台市一、二、三产业的结构比例为12.2∶47.9∶39.9。相较河北省平均水平仍然偏低，产业结构发展阶段上还处于较低的水平。

能源结构

邢台市能源结构单一，煤炭消耗量较大，工业

颗粒物及其化学组分特征分析

采样情况

点位布设。2017-2018年秋冬季在邢台市开展颗粒物源解析观测工作，共设置3个受体样品采集点位，分别为邢台一中、沙河市及内丘县站点。

采样仪器。强化观测使用仪器为武汉天虹环保仪器公司的四通道颗粒物智能采样器。使用聚四氟乙烯滤膜与石英滤膜同时进行PM2.5样品采样，用以分析颗粒物中的不同化学组分。

采样时间。本次秋冬季观测采样周期为2017年10月15日-2018年1月31日。

受体化学组成时空分布

观测期间，根据污染期间颗粒物化学组成对PM2.5质量进行重构。其中地壳物质为地壳元素的氧化物之和，一般使用地壳物质=2.20[Al]+2.49[Si]+1.63[Ca]+2.42[Fe]+1.93[Mg],微量元素为其他无机金属元素之和；有机物（OM）由OC乘以一系数转化而来，本研究中取1.6。

邢台市占比较高的化学组分为有机物质、硝酸盐、地壳物质，占PM2.5比例分别为22.5%、16.6%和10.5%，其次为硫酸盐和铵盐，二者占PM2.5比例相差不多，分别为9.4%和9.3%，钠盐、钾盐以及微量元素成分占比相对较低。硫酸盐、硝酸盐及铵盐为二次无机成分，三者共占PM2.5比例达到了35.3%，表明二次无机成分为邢台市秋冬季PM2.5重要组成成分。

从空间分布上看，二次无机盐及有机物为各站点颗粒物最主要的化学成分。其中，二次无机盐占比最高的为邢台一中站点，比例达到37%，沙河与内丘二次无机盐占比差异不大。有机物质则为沙河市站点比例最高，为23.5%，邢台一中和内丘站点比例物相差不大。各站点地壳物质含量基本一致，比例均在10%～11%之间。

从观测期间邢台市各站点颗粒物化学组分布情况看，秋季各站点随着PM2.5浓度的上升，硝酸盐成分升高得较为明显，且为秋季PM2.5最主要的成分，而冬季采暖期间，有机物质的浓度明显升高，同时，随着PM2.5浓度的升高，有机物、硝酸盐以及硫酸盐浓度均有明显的增长趋势。

邢台市PM2.5平均结果

利用化学质量平衡（CMB）模型计算得到秋冬季观测期间邢台市颗粒物源解析结果。结果显示，邢台市PM2.5的主要污染来源为燃煤和硝酸盐，对PM2.5的贡献率分别为26%和16.8%，其次为扬尘源，贡献率也达到了15.6%，同时，机动车的贡献也不容小觑，对PM2.5的贡献比例为12.9%，生物质燃烧及冶金尘的贡献率相对较低。

分站点PM2.5源解析结果

由于各采样站点周边的环境不同，颗粒物排放源对颗粒物的贡献值及分担率各有不同。整体看来，燃煤尘和扬尘源为三站点最为主要的污染源类，其次为硝酸盐及机动车，各站点各源类贡献率情况如下：

邢台一中站点：燃煤25.1%＞硝酸盐18.4%＞扬尘15%＞机动车13.9%＞硫酸盐9.7%＞SOC7.5%＞冶金尘2.1%；

沙河站点：燃煤27.1%＞扬尘15.8%＞硝酸盐15.5%＞机动车12.3%＞硫酸盐9.3%＞SOC6%＞冶金尘3.2%；

内丘站点：燃煤26.1%＞扬尘16.3%＞硝酸盐15.7%＞机动车12.7%＞硫酸盐9.1%＞SOC7%＞冶金尘2.8%。

结果运用

2018年，邢台市以颗粒物源解析结果为支撑，科学谋划针对措施，围绕燃煤污染、扬尘污染、机动车污染等重点污染来源治理，制定了《邢台市打赢蓝天保卫战三年作战计划》《邢台市2018年大气污染防治工作方案》《邢台市2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，打响了产业结构、能源结构、交通运输结构和用地结构调整攻坚战。2018年全市压减250万重量箱平板玻璃、70万吨焦炭、50万吨炼铁、210万吨煤炭产能；对钢铁、焦化、玻璃等77家重点排污企业、68家涉VOC排放企业和96家新型墙材企业分别进行深度治理；完成新排查的876家“散乱污”企业综合整治；淘汰35蒸吨及以下燃煤锅炉59台，超低排放改造65蒸吨以上燃煤锅炉13台；完成清洁取暖改造16万户，大外环以内区域设为禁煤区；严控储存、销售、使用散煤；抓好车油路综合治理，大货车实现远端绕行；大力度开展路检路查，严处尾气不达标车辆；严厉打击“黑加油站点”，禁止销售不达标汽柴油。

通过以上措施，邢台市圆满完成大气污染治理目标任务，有效改善了环境空气质量。2018年，邢台市环境空气质量综合指数7.49，较2013年下降49.4%。主要污染物PM2.5年均浓度69μg/m3，PM10年均浓度131μg/m3，分别较2013年下降56.9%、55.4%。颗粒物源解析有力提高了邢台市科学治霾、精准治污水平，加快了空气质量改善步伐，为下一步大气污染治理工作提供了有力的技术支撑。