昆明市工业源主要大气污染物排放特征及时空分析

王 华，邓志华，彭 雅，何 苗，孙 霏

（1.云南省生态环境厅驻昆明市生态环境监测站，云南 昆明 650228；2.西南林业大学生态与环境学院，云南 昆明，650224；3.昆明市西山区分局环境监测站，云南 昆明 650228）

0 引言

随着社会经济的快速发展，工业污染也不断增加，据报道我国70%的环境污染来源于工业污染[1]。大气环境与人类生存密切相关，是人类赖以生存和发展的基本环境要素，大气污染的主要来源是工业排放[2,3]。工业高速发展的同时，工业源废气排放量不断增加[4,5]，SO2、NOX、颗粒物是工业企业排放较大的主要污染物，对大气环境有极其重要的影响[6-8]。SO2、NOX、颗粒物在大气环境中还可以进行物理、化学反应及生物活动产生诸如臭氧、细颗粒物（PM2.5）等危害人类健康和安全的二次污染[9-12]。研究工业源大气主要污染物排放及区域分布对“精准治污、科学治污、依法治污”等环境管理有重要作用[13,14]。

昆明是云南政治、经济、文化、科技交通中心，也是中国面向东南亚、南亚开放的门户枢纽[15]。目前，随着环境保护力度不断加强,昆明市污染治理能力逐步提高，而排放量削减空间缩小，大气污染治理难度增加。本文以昆明市的14个县（市）区为调查范围，调查主要污染物（SO2、NOX、颗粒物）排放量累计占各地区排放总量85%以上的排污企业，并通过在线监测数据、物料衡算法以及排污系数法取得企业主要污染物排放量数据。对照行业类型对企业分类，用Excel数据处理分析软件，分析昆明市主要大气污染物的行业排放贡献率，应用ArcGIS软件对废气排放进行时空分析，研究主要污染物空间分布特征，为昆明市大气污染防治提供基础资料。

1 资料与方法

1.1 数据来源

本文采用“十三五”期间2016—2019年昆明市环境统计年报数据对工业源大气污染物SO2、NOX、颗粒物的行业排放特征及排放时空分布进行分析研究。目前，我国生态环境统计中工业污染源废气排放量主要根据调查企业基本情况，原辅材料和能源（燃料）消耗，产品产量，生产工艺流程，各类污染防治设施建设投运状况等，主要通过在线监测数据、物料衡算核算法、排污系数法获得。在线监测采用符合资质要求和技术规定，排放系数主要参考《排放源统计调查产排污核算方法和系数手册》提供的系数[16]。基于数据来源统计范围为重点调查工业企业，排放量累积占总体污染物排放总量85%以内的企业，可以反映昆明市工业源排放的总体情况，具有一定的代表性，同时因统计企业名录数量不断更新，存在有一些不确定性，需根据当年数据进行分析。

1.2 数据处理方法

调查昆明市14个县（市）区范围内的重点排污企业，统计企业主要污染物排放量，收集整理2016—2019年昆明市生态环境统计数据，采用Excel分析各行业排放数据，并对昆明市工业废气主要污染物的行业排放以及时间排放特征进行分析，应用ArcGIS软件进行空间分析，对工业源废气污染物（SO2、NOX、颗粒物）空间分布特点进行研究讨论，为精准治污提供基础资料。

2 行业排放特征

2019年，昆明市调查工业企业涉及主要大气污染物排放的企业数有588家，行业覆盖40种行业。

2.1 调查区域范围

调查范围为昆明全市14个县（市）区，包括五华、西山、官渡、盘龙、呈贡、晋宁、安宁、嵩明、富民、宜良、东川、石林彝族自治县、寻甸回族彝族自治县、禄劝彝族苗族自治县（市）区。

2.2 调查企业分布

2019年，昆明市SO2工业企业排放调查企业数384家，占调查废气企业数的65.31%，主要集中在安宁、晋宁、官渡、嵩明县（市）区，区域分布企业数量分别占调查企业总数的百分比为15.63%、14.32%、10.68%、10.16%。其次是宜良、西山、富民、东川县（市）区以及石林彝族自治县、寻甸回族彝族自治县，企业数量占调查企业总数百分比为9.38%～3.39%。禄劝、盘龙、呈贡涉及SO2排放工业企业较少，企业数量占调查企业总数百分比为1.82%～0.52%。

2019年，昆明市NOX工业企业排放调查企业数384家，占调查废气企业数的65.31%，主要集中在安宁、晋宁、官渡、嵩明县（市）区，区域分布企业数占总调查企业数百分比分别为15.25%、14.21%、12.14%、10.08%。其次是宜良、西山、富民、东川、石林彝族自治县、寻甸回族彝族自治县，分布企业数占总调查企业数百分比为9.56%～3.10%。涉及NOX禄劝、盘龙、呈贡排放工业企业较少，分布企业数占总调查企业数百分比为1.55%～0.52%。

2019年，昆明市涉及颗粒物工业企业排放调查企业数550家，占调查废气企业数的93.53%，主要集中在安宁、晋宁、官渡县（市）区，区域分布企业数占总调查企业数百分比分别为15.45%、14.36%、12.18%。其次是宜良、嵩明、西山、富民、东川、石林彝族自治县、寻甸回族彝族自治县，区域分布企业数占总调查企业数百分比为9.27%～3.09%。禄劝、盘龙、呈贡县（市）区涉及颗粒物排放工业企业较少，分布企业数占总调查企业数百分比为1.64%～1.09%。

2.3 主要污染物来源分析

2019年昆明市废气排放588家企业共涉及40个行业，其中SO2排放企业数384家涉及行业数26个，NOX排放企业数384家涉及行业数28个，颗粒物排放企业数550家涉及行业30个。2019年与2016年SO2、NOX和颗粒物排放量行业贡献无明显变化。

SO2排放主要为煤的燃烧和矿石的冶炼等。化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业，3个行业是昆明市工业SO2排放主要来源，排放量分别占排放总量的43.19%、27.89%、10.69%。其次黑色金属冶炼和压延加工业，橡胶和塑料制品业，电力、热力生产和供应业，SO2排放量分别占工业排放总量的7.02%、3.80%、1.90%。其他行业占工业排放总量5.51%。

NOX排放主要为煤的燃烧、水泥煅烧、矿石的冶炼等。排放量位于前3位的行业依次为非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业，排放量分别占工业排放总量的32.37%、24.96%、16.64%。其次是石油、煤炭及其他燃料加工业，电力、热力生产和供应业，有色金属冶炼和压延加工业，NOX排放量分别占工业排放总量6.33%、6.14%、6.10%。其他行业占工业排放总量7.46%。

颗粒物排放主要为煤的燃烧、水泥生产和煤的开采等。排放量位于前3位的行业依次为非金属矿物制品业，化学原料和化学制品制造业，石油、煤炭及其他燃料加工业，排放量分别占工业排放总量的28.54%、20.58%、14.01%。其次是煤炭开采和洗选业，金属制品业，非金属矿采选业，颗粒物排放量分别占工业排放总量8.89%、7.09%、6.14%。其他行业占工业排放总量14.75%。

图1 SO2排放企业分布情况

图2 NOX排放企业分布情况

图3 颗粒物排放企业分布情况

3 工业源大气主要污染物排放分布特征

3.1 工业源大气主要污染物时间变化特征

“十三五”期间，昆明市SO2和NOX工业排放总量有所下降，颗粒物排放量有所升高。

2019年昆明市工业源废气SO2、NOX、颗粒物排放量分别为26675.85 t、23102.65 t、63460.82 t。2016—2019年昆明市工业源废气SO2、NOX排放量呈下降趋势，2019年工业SO2排放量比2016年下降46.71%，2019年工业NOX排放量比2016年下降36.52%。2016—2019年昆明市工业源废气中颗粒物排放量呈波动上升趋势，2019年工业颗粒物排放量比2016年上升20.1%。

“十三五”期间，昆明市废气治理能力加强，废气治理设施套数增加，废气治理能力上升。2019年昆明市重点企业废气治理设施数为1304套，比2016年增加245套，其中脱硫设施套数增加61套，脱销设施套数增加29套，除尘设施数增加260套。昆明市SO2和NOX工业去除量也相应增加，排放量则逐年减少。调查工业企业增加部分涉颗粒物排放行业的调查结果显示，工业颗粒物排放量有所升高。

3.2 工业源大气主要污染物空间分布特征

工业源废气污染物的排放量主要由调查企业数、企业规模、企业当年生产状况、能源消耗量（煤炭、燃油、天然气等）、工业总产值、生产工艺、污染治理设施等相关因素决定。

2019年，昆明市工业SO2排放较多的地区在西南、东北区域，NOX排放量西南区域较高，颗粒物排放量在西南、东北区域较高，西北区域排放量较少。

昆明市工业SO2排放的区域空间分布如图6所示，排放量较大地区分布在西南、东北区域，排放量最少是西北区域。西南、东北区域分布大中型化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工等行业排放较大的企业。工业SO2排放量在5000～1000 t的企业5家，合计占工业SO2排放总量的42.18%，主要分布在宜良、安宁、晋宁、东川县（市）区。SO2排放量在500～800 t的企业7家，合计占工业SO2排放总量的19.54%，主要分布在宜良、安宁、富民、东川、寻甸县（市）区。SO2排放量在100～500 t的企业31家，合计占工业SO2排放总量的31.64%，主要分布在安宁、宜良、西山、富民、东川、五华、寻甸县（市）区。工业SO2排放量小于100 t企业较多，其中排放量1～90 t企业191家，排放量＜1 t企业112家，分散分布在昆明市各县（市）区。

图4 工业源废气主要污染物排放行业贡献

图5 工业源废气排放量随时间变化趋势

图6 工业大气主要污染物排放空间分布

2019年，昆明市工业NOX排放量的空间分布状况如图6所示，排放量较高区域是西南区域，西北区域排放较少。西南区域主要分布大、中、小型非金属矿物制品业、有色金属冶炼和压延加工业、电力生产和供应业等行业排放较大的企业。NOX排放量在3100～10000 t的企业8家，排放量占比较大，合计占工业NOX排放总量的58.73%，主要分布在安宁市、宜良县。NOX排放量在500～990 t的企业10家，合计占工业NOX排放总量的26.02%，主要分布在安宁、宜良、富民、东川、石林、寻甸县（市）区。NOX排放量在100～500 t的企业16家，合计占工业NOX排放总量的13.01%，主要分布在安宁、宜良、西山、东川、五华、盘龙、寻甸县（市）区。工业NOX排放量＜100 t企业较多为352家，其中排放量1～90 t企业189家，排放量＜1 t企业163家，企业分散分布在昆明市各县（市）区。

2019年，昆明市工业颗粒物排放量的空间分布状况如图6所示。颗粒物排放量在西南、东北区域较高，西北区域排放量较少。西南、东北区域主要分布有大、中、小型色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、煤炭及其他燃料加工业、化学原料和化学制品制造业。颗粒物排放量在1000～5000 t的企业10家，排放量占比较大，合计占工业颗粒排放总量的68.71%，主要分布在安宁市、宜良县、富民县。颗粒物排放量在500～800 t的企业4家，合计占工业颗粒物排放总量的5.84%，主要分布在宜良、富民、东川县（市）区。颗粒物排放量在100～500 t的企业35家企业，合计占工业颗粒物排放总量的16.78%，主要分布在安宁、宜良、西山、东川、石林、嵩明、寻甸县（市）区。工业颗粒物排放量＜100 t企业较多为499家，其中排放量10～90 t企业110家，排放量＜10 t企业389家，企业分散分布在昆明市各县（市）区。

4 结论

（1）2019年昆明市涉及主要大气污染物排放工业企业主要以小型企业为主，共涉及40个行业，其中SO2排放涉及行业数26个，NOX排放涉及行业数28个，颗粒物排放企业涉及行业30个。涉及主要大气污染物排放的企业空间分布比较分散，其中分布较多的地区在西南、东南区域：安宁、晋宁、嵩明、石林、宜良、东川县（市）区。

（2）SO2排放量贡献率较大行业依次为化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业，总贡献率81.77%。NOX排放贡献较大行业为非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业，合计贡献率73.97%。颗粒物排放量较大行业为非金属矿物制品业，化学原料和化学制品制造业，石油、煤炭及其他燃料加工业，合计贡献率7.46%。

（3）“十三五”期间，昆明市环境保投入不断增加，废气污染治理设施套数总体增加，废气治理能力不断提升。昆明市SO2和NOX工业排放量呈下降趋势，分别下降46.71%、36.52%，工业源废气中颗粒物排放量呈波动少量上升，上升20.1%。

（4）昆明市工业SO2排放的空间分布排放量较大地区分布在西南、东北区域，排放量最少是西北区域。工业NOX排放量的空间分布排放量较高区域是西南区域，西北区域排放较少。工业颗粒物的空间排放量在西南、东北区域较高，西北区域排放量较少。