济宁市大气污染源特征研究

杨远乐，宋 芳，韩龙芝

（1.济宁市生态环境事务中心，山东 济宁 272000；2.清环智源（北京）科技有限公司，山东 济宁 272000；3.青岛海洋工程勘察设计研究院有限公司，山东 青岛 266061）

引言

近年来，大气污染由传统单一的煤烟型污染转变为多种污染物相互影响、相互交织的复合型污染，大气污染物的成分和来源越来越复杂[1]。同时，不同地区的大气污染物成分差异也越来越大。济宁市工业企业分布复杂，具有较多大气污染源类型和大气污染物种类。济宁市首要污染物以PM2.5、PM10和O3为主。2020年，PM2.5作为首要污染物的天数较2018年增加60天；PM10作为首要污染物的天数较2018年减少60天；O3作为首要污染物的天数较2018年减少16天。2020年济宁市PM2.5污染逐渐凸显。因此，科学描述大气污染物排放状况，对大气污染物排放特征和时空分布进行分析，明确济宁市大气污染特点，对济宁市大气污染控制和空气质量改善十分必要。

1 材料与方法

1.1 调研方式

根据污染特征，针对性选取重点行业和重点排放源进行实地调研，通过实地勘查确定重点排放源生产活动与排污特征，完成了192家工业企业现场调研工作。重点调研工业行业为化学原料和化学品制造业、造纸、炼焦、非金属矿物制品（熟料、水泥、砖瓦、玻璃、陶瓷等）、表面涂装（设备制造、汽车制造）等，并掌握其工艺特点、分布结构、排放特征、控制水平等信息。

基于调研的数据，本文以2020年为基准年，通过归类总结，重点对SO2、NOx、CO、VOCs、NH3、PM10、PM2.5、BC、OC 9种污染物的化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、移动源、溶剂使用源、农业源、扬尘源、储存运输源、生物质燃烧源、废弃物处理源、其他排放源10类排放源进行统计分析[2]。充分利用环境统计、污染源普查和重点污染源在线监测等已建立起来的环境数据体系和各种社会经济统计数据，结合现场抽样调查等，形成较为完整的数据链，建立完善的数据收集、校核体系，确保数据的完整性和可靠性，从而实现空气质量的预测预报、污染源的监督管理、污染成因的分析和重污染应急，为济宁市空气质量调控综合决策支撑平台及中长期污染控制规划提供基础数据支持。

调研覆盖整个济宁市，包括2个市辖区（任城区、兖州区），7个县（微山县、鱼台县、金乡县、嘉祥县、汶上县、泗水县、梁山县），代管2个县市（曲阜市、邹城市），以及3个功能区（济宁高新区、太白湖新区、济宁经济技术开发区）。

1.2 数据来源

化石燃料固定燃烧源：工业锅炉燃料消耗量及燃料含硫率、灰分和挥发分等信息均来源于工业企业摸底调查和实地调查结果，且与环境统计等数据进行对比分析；民用燃烧源中煤炭来源于商务局、天然气来源于环统数据，液化石油气和液化天然气等能源来源于山东省统计年鉴。

工艺过程源：工业生产的产品类型繁多，活动水平数据采用工业企业摸底调查和实地调查结果。

溶剂使用源：工业溶剂使用源中家具制造、设备制造涂层和包装印刷等企业活动水平数据采用工业企业摸底调查和实地调查结果；非工业溶剂使用源中汽修行业VOCs去除效率、溶剂性质等信息，以及干洗店所用干洗剂剂量是根据济宁市平均水平分配；建筑涂料使用量统计数据较难获取，通过全国的使用比例和建筑施工面积进行推算；农药使用量来源于农业局及统计年鉴数据。

移动源：道路移动源保有量来源于市交警大队提供；非道路移动源中农业机械保有量来源于农业农村局，而能耗数据则利用农业机械平均能耗水平进行推算；工程机械中企业机械来源工业企业摸底调查，工地机械根据施工面积折算；船舶油耗量根据部门反馈数据。

扬尘源：道路扬尘源中道路长度来源于统计年鉴、交通运输局和城市管理局；建筑工地采用点源核算；土壤扬尘采用自然资源和规划局反馈数据。

生物质燃烧源：对于秸秆户用炉灶和露天焚烧量并没有常规统计口径，且较难监控，所以在计算过程中将农作物产量根据草谷比、焚烧比例和燃烧效率等参数进行推算；而生物质电厂、工业生物质锅炉、民用生物质锅炉生物质燃料消耗量则根据企业调查获取。

储存运输源：加油站和储油库的活动数据按点源收集。

农业源：氮肥施用量、农药使用量来源于统计年鉴；畜禽养殖活动数据采取点面结合方式获取，点源数据包含规模以上养殖场饲养量。

废弃物处理源：污水处理和固废处理的活动数据来源于环境统计信息表；烟气脱硝活动数据来源于企业调查。

其他排放源：餐饮源中企业餐饮采取点源方式收集。

1.3 能源消耗

2020年，作为燃料的煤炭消耗总量为2 574万吨，其中电力热力消耗2 291万吨、工业燃烧消耗250万吨、工业炉窑消耗6万吨、民用燃烧消耗27万吨。2020年济宁市机动车保有量约181万辆，其中，载客汽车、载货汽车和摩托车分别为135万辆、32万辆和14万辆。总道路里程为2.2万千米，建筑施工面积为7 835万平方米。

2 污染来源分析

2.1 化石燃料固定燃烧源

如表1所示，化石燃料固定燃烧源包括电力热力、工业锅炉、工业炉窑、民用锅炉和民用燃烧五类子源[3]。全年煤炭消耗总量为2 574万吨，其中电力热力消耗2 291万吨，工业锅炉消耗250万吨、工业炉窑消耗6万吨、民用燃烧消耗27万吨。

表1 济宁市2020年大气污染源排放统计表 单位：吨/年

2.2 工艺过程源

从行业排放量上分析[4]：工艺过程源中对SO2排放贡献较大的行业为水泥熟料和独立炼焦企业，贡献率分别为27.8%和23.0%；对NOx贡献较大的行业为水泥熟料，贡献率为46.8%；对VOCs贡献较大的行业为化工、独立焦化和医药制造，贡献率分别为38.4%、13.4%和13.0%；对PM10、PM2.5排放贡献较大的行业为水泥制品和水泥熟料企业，水泥制品贡献率分别为11.2%和7.6%，水泥熟料贡献率分别为10.4%和11.6%。

2.3 移动源

移动源包括道路移动源和非道路移动源[5]。移动源为全市NOx排放的首要贡献源，贡献率达87.2%。非道路移动机械对移动源SO2贡献较大，主要为工程机械排放；机动车和非道路移动机械对NOx、PM10和PM2.5贡献率相当；但机动车对VOCs贡献大于非道路机械，占该源比例分别为72.3%。

2.4 溶剂使用源

溶剂使用源包含工业涂装、印刷印染、汽修、干洗、沥青铺路、建筑涂料、农药使用及其他溶剂使用等子源[6]。溶剂使用源对全市VOCs的贡献率为32.9%，其中农药使用占比溶剂使用源38.7%。

2.5 农业源

农业源包括畜禽养殖、氮肥使用、人体粪便、固氮植物和土壤本底等排放子源，主要污染物为NH3，排放量核算方法采用基于饲养量/使用量/人口/种植面积等的排放因子法[7]。全年农业源NH3排放量为61 507吨，贡献率为90.8%。

2.6 扬尘源

全市总道路里程为2.2万千米，公路和城市道路长度分别为3 557千米和1 753千米。公路中乡村道路占比最高，占比为76.8%。

2.7 储存运输源

全市加油站汽油和柴油销售量分别为36.4万吨和28.2万吨，汽油销售量相对多于柴油；全市7家储油库全年汽、柴油存储量分别为4.6万吨和8.7万吨。全市储存运输源VOCs排放量为2 992吨，占全市的比例为6.2%。

2.8 生物质燃烧源

生物质燃烧源包括生物质电厂、生物质锅炉、生物质工业炉窑、居民生物质炉灶、秸秆露天焚烧等子源，排放量核算方法采用基于燃烧生物量的排放因子法[8]。全年生物质电厂消耗183万吨生物质燃料、工业生物质锅炉消耗115万吨生物质燃料、民用生物质锅炉消耗9 248吨生物质燃料、生物质工业炉窑消耗8.5万吨生物质燃料、生物质炉灶生物质燃烧量为28.5万吨。生物质燃烧源各污染物SO2、NOx、VOCs、NH3、PM10和PM2.5占全市总排放量的比例分别为7.6%、2.1%、2.6%、1.1%、1.0%和2.3%。

2.9 废弃物处理源

全市废水、固废年处理量为33 207万立方米和300吨，烟气脱硝燃煤量为2 353万吨。全年废弃物处理源共排放3 822吨NH3，占全市总排放量的5.6%。

2.10 其他排放源

其他排放源主要指餐饮企业排放，核算方法采用基于烟气量的排放因子法[9]。全市4 367家餐饮企业大、中和小型餐饮企业分别为507家、1 760家和12 121家；三者烟气排放速率参照《城市大气污染物综合排放源排放清单编制技术指南》[10]，分别为2 500 m3/h、2 000 m3/h和1 500 m3/h，年总经营时间分别以2 000 h、1 800 h和1 600 h计，餐饮单位油烟净化全覆盖，去除率摘编自饮食行业油烟标准[11]。全年餐饮源PM10、PM2.5和VOCs排放量分别为80吨、64吨和56吨。

3 污染物排放分析

3.1 SO2排放情况

SO2排放量为9 564吨，化石燃料固定燃烧源为首要排放源，其占全市总量的比例为41.1%。细化分析化石燃料固定燃烧源中排放贡献情况，电力供热、民用燃烧和工业锅炉对全市SO2的排放贡献率分别为33.1%、5.2%和2.8%。从各区县排放空间分布特征来看，SO2主要贡献区县为梁山县，占全市的比例为17.9%，主要以移动源和化石燃料固定燃烧源为主。

3.2 NOx排放情况

NOx排放总量为124 684吨，移动源作为首要排放源占全市总排放量的比例为87.2%。移动源NOx排放主要来自机动车，对全市NOx排放贡献率为53.8%，工程机械排放占比约为28.8%。从各区县排放空间分布特征来看，NOx排放量较大的区域主要集中梁山县、邹城市和任城区，对全市贡献率分别为26.0%、10.7%和9.7%。

3.3 VOCs排放情况

VOCs排放量为48 067吨，移动源贡献率最大，占比为35.8%，其次为溶剂使用源，占比32.9%。移动源中机动车排放占全市比例为25.8%；从各区县排放空间特征来看，VOCs的主要贡献区县为邹城市、梁山县和任城区，占全市比例分别为14.8%、12.4%和11.8%，主要由移动源和溶剂使用源贡献。

3.4 PM10排放情况

PM10排放量为83 456吨，扬尘源作为突出排放源，其贡献率达80.7%。扬尘源的可吸入颗粒物排放主要来源于道路扬尘，占PM10排放量的比例为34.0%，其次为施工扬尘，为26.8%。从各区县排放空间分布特征来看，PM10排放最为明显的区县为邹城市，占全市比例为15.4%，主要以扬尘源为主要贡献源。

3.5 PM5排放情况

PM2.5排放量为32 373吨，扬尘源为主要排放源，占比分别为62.3%。其中扬尘源主要由施工扬尘和道路扬尘贡献，贡献率分别为26.0%和25.6%。从各区县排放空间分布特征来看，PM2.5排放量较大区县为邹城市，占全市比例分别为15.1%，主要由扬尘源分担。

4 结论

2020年全市人为源排放SO2为9 564吨、NOx为124 684吨、CO为303 150吨、VOCs为48 067吨、NH3为67 713吨、PM10为83 456吨、PM2.5为32 373吨、BC为3 070吨和OC为2 514吨。其中，SO2首要排放源为化石燃料固定源，其对全市贡献率分别为47.5%；NOx的第一贡献源为移动源，贡献率为84.7%；VOCs排放主要为移动源和溶剂使用源贡献，贡献率分别为35.6%和33.0%；NH3排放则主要来自农业源，其排放占比为90.8%；PM10和PM2.5主要排放源为扬尘源，排放量占比分别为80.8%和62.3%。