崔红亮,李会民,叶丽杰
(1.安阳市辐射环境安全技术中心,河南 安阳 455000;2.安阳市生态环境局,河南 安阳 455000;3.安阳市辐射环境安全技术中心,河南 安阳 455000)
大气环境保护事关人民群众根本利益,事关经济持续健康发展。当前,我国大气污染形势依然严峻,以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出,损害人民群众身体健康,影响社会和谐稳定。科学制定和落实工业企业重污染应急管控措施,对降低中重度大气污染程度、实现降峰缩时发挥着积极的不可替代的重要作用。安阳市位于河南省最北部,地处河南、山西、河北三省交汇地,属于京津冀大气污染传输通道城市,近年来高度重视重污染天气应急应对工作,多措并举、全面加强重污染天气应急管控,取得了积极成效,但是,在具体实施中还存在一些不容忽视的问题,重污染天气管控的科学性、精准性以及管控的能力和水平还有待进一步提升。
2018年安阳市工业结构:全市钢铁铸造、水泥建材、煤化工等重工业占比高,规模以上工业企业1 128家,其中冶金建材、煤化工产业占规模以上工业比重为54.6%,钢铁产能是全省的2/3,煤化工、水泥是全省的1/5,铁合金、铸造是全省的2/3。全市规模以上工业主要产品产量为:生铁1.399 3×107t,粗钢1.433 1×107t,钢材 1.501 0×107t,汽车配件 2.872 1×107t,水泥5.968×106t,化学原料药2.072 3×107t。
2018年,安阳市纳入重污染天气应急减排清单的涉气工业企业3 988家,对11个重点行业533家企业进行绩效分级,实施分级评定、差异化管控,22家被确定为B级企业,占全省40%;绿色标杆引领企业12家,占全省20%;民生保障企业12家,军工和涉外贸出口企业29家。
安阳市大气污染物主要来自于6个因子:燃煤、工业过程、机动车、扬尘、二次来源以及其他来源,其中,PM2.5以燃煤源、工业源和机动车等排放为主,占总排放量的80%以上。2018年,476家重点监控企业大气污染排放总量2.1×104t,占全省的12.5%;年日均排放总量57.5 t,正常生产情况下日均排放量70 t左右,最高达93 t左右,按辖区面积5 600 km2(不含滑县)计算,单位面积排放12.5 kg/km2。
2017年,安阳市启动应急管控28次,共计197天,其中:红色管控次数5次,共计22天,橙色管控次数11次,共计 63天,黄色管控次数12次,共计112天。其中,秋冬季从10月1日起,全市6家焦化企业执行错峰生产,延长结焦时间48 h,污染物减排比例达70%以上;从11月15日起,钢铁、焦化、铸造、水泥等13个行业591家企业全部按错峰生产规定停产、限产到位;在重污染天气期间,除涉及安全民生的76家企业限产外,其余1 318家全部采取断电措施,停产到位。
2018年,全市启动应急管控39次共计218天,其中:红色管控次数2次,共计2天,橙色管控次数9次,共计62天,黄色管控次数28次共计154天。秋冬季对21个涉气行业实行错峰生产,停限产企业824家,污染物排放总量30 t/d左右;在红色管控期间,污染物排放量仍有20 t/d左右。
2019年,全市启动应急管控23次共计269天,其中,红色管控次数4次共计33天,橙色管控次数9次,共计118天,黄色管控次数10次共计118天。9月25日至12月底,全市启动5次重污染天气应急管控,2次红色管控,3次橙色管控。红色预警期间停产2 853家,限产793家,工业污染物最低排放总量为9.8 t/d,最大减排82.7%;橙色预警期间停产1 564家,限产1 052家,工业污染物最低排放量为19.8 t/d,减排65%;黄色预警期间停产1 201家,限产522家,工业污染物最低排放量为31.19 t/d,减排45%。
2.2.1 2017年2月12日—20日重污染天气管控过程分析
2017年初,安阳市预判在2月中旬将会有连续重污染天气,且可能会出现2天以上的严重污染。全市从2月12日0时至2月17日22时,实施重污染天气红色(Ⅰ级)预警响应,除保障群众基本生活和确保生产安全之外,涉及大气污染物排放企业停止生产(图1)。
图1 安阳市2017年2月12日—20日重污染过程大气常规污染物时间序列变化
从图1可以看出,该时段PM2.5日内变化非常明显,常规污染物一般在每天19:00左右开始迅速增加,第二天4:00左右开始消除,2月16日PM2.5最高小时浓度出现在12:00,为607 μg·m-3,2月16日PM2.5最低小时浓度出现在23:00,为53 μg·m-3,日内最高值是最低值的10.45倍;PM2.5/PM10比值基本保持在0.7左右,表明重污染过程主要来自细颗粒物PM2.5。此次红色预警启动后,前期管控效果非常明显,12日-15日未出现严重污染,14日下午污染物浓度明显下降,15日全天轻度污染,16日中午至晚上出现明显的生消过程。
2.2.2 2018年1月15日—23日安阳市重污染天气管控过程分析
2018年初,安阳市预判在1月16日、17日4时-9时,全市均可能经历严重污染甚至爆表的污染过程,20日-23日会持续出现重度污染过程。全市从1月16日0时至1月23日12时,将重污染天气橙色(Ⅱ级)预警应急响应升级为红色(Ⅰ级)预警应急响应,除允许安钢集团等65家企业采取最大限度限产减排措施外(限产50%左右、减排15%-20%)外,其他工业企业一律停产(图2)。
图2 安阳市重污染过程大气常规污染物时间序列变化
从图2可以看出,此次重污染天气过程以颗粒物污染为主,首要污染物为PM2.5,在污染物的占比中,PM2.5占比在30%左右,PM10占比在40%左右,其他污染物占比相对较低。PM2.5/PM10比值基本保持在0.7左右,表明重污染过程主要来自细颗粒物PM2.5。CO与PM2.5存在较强的相关性,特别是1月18日-19日浓度曲线变化相似,考虑受区域居民取暖燃煤影响较大。经分析测算,此次污染时段,PM2.5主要来源于化学生成,占42.7%;工业源和居民源的占比亦较大,分别为22.1%和33%;交通源和电厂源的影响分别是1.9%和0.3%。红色预警管控由于是16日零时在橙色预警基础上升级加严,所以管控效果得以迅速显现,管控之后,16日当天污染物浓度明显下降;18日-19日存在一次明显的污染积聚和消散过程,考虑受气象条件变化影响;红色管控实施后,避免了16日-17日期间出现爆表现象,污染物平均浓度比14-15日橙色管控期间显著下降;从整体管控情况看,实施红色管控达到了削峰缩时的目的,17日空气质量为良,污染过程于20日提前结束,空气质量达到良,红色管控效果予以肯定。
良好的空气质量是人民群众的热切期盼。预警启动不及时,就可能造成钢铁、陶瓷、碳素、耐材等行业在临时接到管控指令后,由于工艺、安全、效益、民生需求等客观原因,难于将工业炉窑等特殊工艺迅速关停到位,污染减排不能迅速实现,影响管控效果。
部分企业未纳入管控清单,应急管控未能实现全覆盖。应急管控要求以正常生产设备作为基数进行核算,但部分企业以生产能力为基数或将闲置生产设备计入停限产基数,导致应急管控对企业未产生实际限产影响,没有实现有效减排。多数企业已实现特别排放限值,其排放浓度和排放量并不随着产量的减少同比例大幅度缩减,企业产量降低了30%,但排放量只能降低10%甚至更少,导致在线减排数据和产量削减不成正比。
2019年,全市纳入在线监控系统的企业不足500家,近九成企业没有纳入,无法得到有效监管。利用在线监测数据实施限产限排不够科学,在线数据只是反映企业有组织排放状况,大量无组织排放没有纳入统计。
在重污染天气过程形成时,提前启动实施重污染天气应急预警管控,能够有效降低污染程度,起到削峰缩时的效果。经测算,安阳市实施红色预警管控能够使PM2.5浓度平均降低(10~20) μg·m-3,实施橙色预警管控能够降低(5~15)μg·m-3,最大能够使 PM2.5浓度平均降低(30~50)μg·m-3,能够有效防止数据爆表和污染程度升级。
加强空气质量分析研判,在重污染天气来临前提前3天启动预警管控,减少污染物排放累积,同时给部分行业腾出时间,确保特殊工艺按期关停,以便在重污染时段工业减排已到位,避免管控滞后现象。在污染过程即将结束时,根据研判,提前发布通知解除预警,一般在污染过程结束前12 h解除预警,保证企业正常生产需要。
重污染天气预警管控启动后,对重污染行业实施秋冬季A、B、C分类管控。对A类企业全面放开生产,对B类企业实施部分管控,对C类企业实施严格管控。对全省绿色引领企业和实现超低排放企业,放宽管控限制。对涉及民生需求,对群众进行冬季供暖的企业,尽可能满足生产,予以保障。对未实现超低排放的钢铁、建材和煤化工等重污染行业实行严格管控。通过实施差别化管控,调动企业治污积极性、主动性,寻求经济发展和环保的最佳结合点,使管控更加科学、更加精准。
在环境监测中应用大数据技术、云计算技术等可以实现自动的海量化数据处理,既可提高环境监测数据处理效率,也可有效减小数据误差,确保监测结果的准确性[1]。基于此,环境监测部门应积极应用在线监测、视频监控、电力监控等系统,综合发挥大数据作用,对重点区域、重点企业实施重点监管,将辖区内所有涉气企业全部纳入应急减排清单,在全面排查、准确定级的基础上,“一企一策”制定应急管控方案,对启动预警后不能立即停产的特殊工艺,提前调整生产计划,把减排措施细化落实到车间、工序和设备,确保可操作、可监测、可核查。
在全市划定无组织排放重点监控区域,安装微型监测站点,进行实时监控,发现问题及时处理,尽可能减少突发事件对环境空气污染的贡献。