深圳市坪山区“十四五”期间主要污染物排放模拟及减排对策研究

侯萌萌 黄静 赵建成

（深圳市源清环境技术服务有限公司，广东深圳 518000）

1 引言

“十三五”期间，我国生态文明建设发生历史性、转折性、全局性变化［1］，污染防治攻坚战阶段性目标任务超额完成。“十四五”是我国推进社会主义现代化建设进程中非常关键的时期，生态环境保护将作为“十四五”和更长时期发展的重要内容。

坪山区作为深圳的东北门户，自2009 年成立新区并被选为国家级低碳生态示范区以来，始终遵循绿色、循环、低碳的发展模式，打造产业优势突出、生态环境优美、人文生活丰富的“低碳生态新城”。“十四五”时期是坪山区迈向全新生态环境保护格局的战略转型期。面对“十四五”期间国家、省市经济发展和总量减排的新形势，坪山区工作压力较大。深入了解坪山区生态环境基础现状，科学预测“十四五”期间坪山区污染物排放量，剖析减排压力，提出针对性、可行性的污染控制对策，是实现坪山区高质量经济发展与高标准生态环境协调发展的重要举措。

2 材料与方法

2.1 研究对象及数据来源

坪山区位于广东省深圳市东北部，于2017 年1月7 日正式揭牌成立，辖区总面积为168 km2，截至2020 年，常住人口达44.63 万人，地区生产总值达760.87 亿元，逐步从传统“产业重镇”走向高新科技的“创新之城”。本研究以坪山区行政区域范围内总面积为研究范围，数据基准年为2020 年。各项模拟预测数据均来源于统计年鉴、水资源公报、政府工作报告等公开数据。

2.2 水污染物排放模拟方法

我国废污水中的主要污染物包括化学需氧量、氨氮及总磷，废污水需经污水处理厂处理后方可排放入受纳水体，根据进出水中主要污染物浓度即可核算出废污水中主要污染物排放量。公式为：

式中，W 为经污水处理厂处理后主要污染物排放量；Q 为污水量；ζ 为污水处理厂处理效率；C 为污染物浓度。

将废污水产生量以及根据污水处理厂进出水测得的污染物浓度带入式中，计算废污水中主要污染物排放量。

2.3 大气污染物排放模拟方法

2.3.1 能源燃烧污染物排放

能源燃烧污染物排放计算公式为：

式中，EEk，t为第t 年第k 种污染物的排放量，t；TPi，t为第t 年第i 种能源的使用量，t；EIi，t为第t 年第i 种能源的燃烧率，%；EEFi，k，t为第t 年第i 种能源第k种污染物的排放强度。

2.3.2 机动车尾气污染物排放

道路机动车尾气排放量的计算公式为［2］：

式中，E1为第三级机动车排放源i 对应的各污染物的年排放量，t/a；EFi为i 类型机动车行驶单位距离尾气所排放的污染物的量，即排放因子，g/km；Pi为所在地区i 类型机动车的保有量，辆；VKTi为i 类型机动车的年均行驶里程，km/辆。

参考计算的城市快速路上私家车、柴油公交车、货柜车基于OpmodeID（运行工况模拟）的污染物排放因子［3］，计算辖区内道路机动车污染源污染物排放量。

2.3.3 城市扬尘污染物排放

（1）道路扬尘。本研究通过估算深圳市道路扬尘，再根据人口数量、机动车保有量占全市水平比例估测坪山区道路扬尘排放情况。根据《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南（试行）》，计算得到深圳市道路扬尘PM10，PM2.5排放量［4-5］。广东省近年客运、货运车流量分别有7.1%，6.6%的增长［6］，深圳市车流量年增长率取上述值算术平均数，为6.85%。根据深圳市统计年鉴［7］，除第一级公路有所变动外，其他4类公路通车里程没有增加，其变动速率对预测不造成数量级影响，故假定预测年各等级公路通车里程数不变。

（2）施工扬尘。其计算公式为：

式中，Q为扬尘颗粒物排放量，t/a。q为排污系数，g/（s·m2），裸露土地PM2.5排放强度为0.000 02 g/（s·m2），PM10排放强度为0.000 04 g/（s·m2）；施工扬尘PM2.5的排污系数为0.000 04 g/（s·m2），PM10的排污系数为0.000 08 g/（s·m2）［8］；S 为2015 年施工工地及裸露土地面积，m2。

3 结果与讨论

3.1 水污染物排放

3.1.1 用水量

采用趋势法拟合2013—2020 年人均用水量变化趋势（r2＝0.97），辖区人均用水量由667 L/d 降至457 L/d，逐年估测“十四五”期间辖区用水总量，见表1。

表1 坪山区“十四五”期间用水量预测结果

3.1.2 废污水产生量

结合用水总量预测结果，采用下述两种方法可计算辖区废污水排放总量。

方法一：“十四五”期间，生活污水和城市工业废水综合排污系数取0.87［9］，进而可以核算出辖区生活污水和城市工业污水总排放量，两大污水排放源占辖区污水排放源99.9%，因此足以代表辖区污水排放总量。

方法二：根据《第一次全国污染源普查 城镇生活源产排污系数手册》（2011 年修订版），深圳市居民生活污水排放系数为185 L/（人·d）［10］，则可结合人口预测得到生活污水排放量，而根据辖区近年环境统计数据，生活污水排放占废污水排放总量78%左右［11］，进而核算辖区污水排放总量。两种方法核算结果见表2，取其算术平均值作为辖区废污水产生量的预测结果。

表2 坪山区“十四五”期间废污水产生量预测结果m3

3.1.3 水污染物排放量

“十四五”期间，坪山区COD、氨氮、总磷的排放总量逐年增加，预测结果见表3。

表3 坪山区“十四五”期间废污水中主要污染物排放量预测结果 t

3.2 大气污染物排放

3.2.1 能源燃烧污染物排放

根据《深圳市“十三五”能源消费强度和总量“双控”目标分解方案》，核算出坪山区2025 年万元GDP能耗可达0.124 t 标准煤，结合坪山区经济总量发展目标，可得2025 年坪山区能耗为165 万t 标准煤。测算“十四五”期间能源消耗产生的大气污染物排放量见表4。

表4 坪山区“十四五”期间能源燃烧大气污染物排放量预测结果

3.2.2 机动车尾气排放量

坪山区“十四五”期间机动车污染物排放量预测结果见表5。

表5 坪山区“十四五”期间机动车污染物排放量预测结果t

3.2.3 城市扬尘排放量

坪山区“十四五”期间道路扬尘污染物排放量预测结果见表6。

表6 坪山区“十四五”期间道路扬尘污染物排放量预测结果t

利用trend 函数对坪山区“十四五”期间的施工扬尘排放量进行预测，结果见表7。

表7 坪山区“十四五”期间施工扬尘排放量预测结果

3.2.4 大气污染物总排放量预测结果

机动车尾气排放的各项污染物占比较大，其次为城市扬尘，机动车尾气将成为坪山区“十四五”期间大气污染防治的重点。坪山区“十四五”期间大气污染物总排放量预测结果见表8。

表8 坪山区“十四五”期间大气污染物总排放量预测结果t

4 “十四五”减排形势及压力

4.1 经济发展对污染物总量减排的压力持续增加

假设坪山区“十四五”期间面源污染不变的情况下，根据“十四五”期间污水主要污染物排放的预测结果可以发现，2025 年，坪山区生活污水中主要污染物COD、氨氮、总磷排放量可达到717.7，33.7，13.3 t，污染物的增加势必会提高总量减排的压力。

4.2 主要污染物排放量超过水环境理想容量

采用一维水质模型计算坪山河及龙岗河［12］，即忽略COD、氨氮、总磷等水污染物在纵切面上的浓度变化，以计算水环境容量。按照坪山河流域及龙岗河流域水环境功能满足国家地表水Ⅲ类标准的要求，运用河流水环境容量分析模型软件核算辖区内河流水环境容量，COD、氨氮、总磷理想容量分别为567，141，9 t。对比污染物排放量可发现，除氨氮外，COD 和总磷均超过河流水环境容量。

4.3 机动车尾气污染防治任务艰巨

根据预测结果可知，机动车尾气排放的各项污染物占比较重，其次为城市扬尘。坪山区正处于大开发、大建设时期，“十四五”期间经济将会高速发展，伴随着能源消耗、机动车使用、工地建设也相应增加。2025 年，NOX，PM2.5，PM10的排放压力将进一步加剧，给空气环境质量造成了巨大的负担。此外，根据2019 年环境监测结果［2］，坪山区臭氧污染最高浓度达257 μg/m3，NOX作为臭氧的前体污染物［13-14］，其排放来源主要为汽车尾气，因此，机动车尾气防治应为坪山区“十四五”期间大气污染治理的重中之重。

5 “十四五”减排对策及建议

5.1 优化产业结构，减少经济发展对环境的压力

加快经济发展转型，积极培育和发展以5G 为代表的新一代信息技术，积极培育发展工业母机、智能机床、增材制造设备、机器人等高端装备制造产业，大力发展显示材料、关键微电子材料、高性能储能材料、高分子材料、石墨烯等新材料产业，积极建设绿色低碳、生物医药、数字经济等战略性新兴产业。鼓励企业实施自主创新战略，着力推动区域内部分能耗、环保、质量、安全、技术达不到标准和生产不合格产品或淘汰类产能依法依规关停、退出、转移。严格实施“双超双有”企业强制清洁生产审核，推动重点用能企业、环境保护重点监控企业、重点保护区域周边企业实施绿色清洁生产。

5.2 强化源头管控，实现涉水污染源监管全覆盖

加大流域重污染企业淘汰关停力度，严格执行建设项目主要污染物排放总量前置审核制度，实行流域内污染物排放“等量置换”或“减量置换”。开展专项执法行动，对非法向河道排水、非法在河道管理范围内养殖、涉河建设项目未经批准擅自动工等违法行为进行严厉打击，及时制止、坚决查处破坏水资源、危害水生态、影响水安全等水事违法行为，助力维护辖区河流水质安全稳定。

5.3 突出精准治污，推进大气污染物协同减排

从移动交通污染源、工业废气、城市扬尘、臭氧防治等方面着手，总体布局。推广新能源汽车，推动公共机构公务用车全部达到燃料消耗量限值标准；加快充电桩建设，鼓励新建住宅停车场全部配备充电桩，公交车、出租车应用新能源汽车比例逐步达到100%。强化全区工程机械、场内机械等移动机械污染控制，全面限制低于GB 20891—2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》第三阶段标准的柴油机以及未加装颗粒捕集器的非道路移动机械的使用。持续推进“一企一策”方案的制定和实施，建立重点行业建设项目挥发性有机物排放总量管理制度，对挥发性有机物新增排放量实行现役源削减替代。督促施工工地落实施工扬尘“7 个100%”。

6 结语

本文通过研究发现，“十三五”期间随着污染防治攻坚战的推进，坪山区生态环境保护工作取得了良好的成效，辖区生态环境有了极大的改善，但污染总量减排方面依然面临很多问题，“十四五”期间的污染防治任务艰巨。“十四五”期间，坪山区应从源头出发，围绕产业结构、精准治污、源头减量等方面，结合治理目标，因地制宜采取针对性措施。