蚌埠市區(qū)可吸入顆粒物污染特征研究

李琨

（安徽省蚌埠市環(huán)境監(jiān)測站，安徽 蚌 埠233040）

1 引言

可吸入顆粒物（PM10）是指懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于10μm的顆粒物。由于PM10是大氣顆粒物中對人體健康威脅較大的一類，同時還大量吸收可見光使大氣能見度降低，對氣溫和酸雨都有著一定的影響。我國大部分城市的首要污染物為PM10，其來源包括化石燃料燃燒、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動等人為過程和地表揚(yáng)塵等天然過程以及二次氣溶膠粒子等非均相化學(xué)反應(yīng)過程等。PM10粒徑小，易進(jìn)入呼吸道，攜帶有害物質(zhì)品種繁多，對人體危害大于單一污染物。我國PM10年均值二級標(biāo)準(zhǔn)（GB3095～1996）為 0．10mg／m3，日 均 值 為0．15mg／m3。

蚌埠市是安徽省重要的綜合性工業(yè)基地，地處皖北、淮河中游、京滬和淮南鐵路交匯點，所轄4區(qū)3縣總面積5 950．72hm2，其中市區(qū)總面積610．55hm2，城市人口92萬人。蚌埠市環(huán)境監(jiān)測站從2002年開始對市區(qū)環(huán)境空氣自動監(jiān)測工作，建有空氣自動監(jiān)測站3個，即工人療養(yǎng)院（清潔對照點）、百貨大樓（商住混合區(qū)）、二水廠（工業(yè)區(qū)），儀器選用安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司“長光程（DOAS）空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)”，24h連續(xù)監(jiān)測濃度值，監(jiān)測項目有PM10、SO2、NO2。從2006年到2010年的監(jiān)測數(shù)據(jù)初步分析，PM10為蚌埠市市區(qū)環(huán)境空氣的首要污染物，所以在這里主要研究PM10污染特征及變化規(guī)律。

2 蚌埠市區(qū)PM10變化特征

蚌埠市燃料結(jié)構(gòu)以煤炭為主，市區(qū)空氣污染呈現(xiàn)明顯的煤煙型污染特征。對蚌埠市2006～2010年的PM10污染情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)在不同年份、不同季節(jié)的PM10濃度都有不同的變化趨勢。

2．1 PM10年際變化特征

2006～2010年度蚌埠市區(qū)PM10監(jiān)測及環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)統(tǒng)計分析，詳見表1、2及圖1、2。

表1 2006～2010年P(guān)M10年度監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計 mg／m3

表2 2006～2010年空氣質(zhì)量級別統(tǒng)計

圖1 2006～2010年蚌埠市區(qū)PM10質(zhì)量濃度變化曲線

圖2 2006～2010年蚌埠市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)

由表1、圖1可知，每年P(guān)M10變化幅度不大，呈現(xiàn)波動式減少。PM10年均值都低于二級標(biāo)準(zhǔn)（GB3095～1996）0．10mg／m3。2010年 PM10濃度有上升的趨勢，2010年為蚌埠市城市大建設(shè)啟動之年，市政基建等所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、塵土是市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量中PM10濃度上升的主要原因。

由表2、圖2可知，2006～2010年蚌埠市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測1 826d，其中空氣質(zhì)量級別達(dá)到良的天數(shù)有1 802d，占有效監(jiān)測天數(shù)的98．7%。輕微污染和輕度污染的天數(shù)，只占有效監(jiān)測天數(shù)的1．3%，中度污染、中度重污染、重度污染沒有出現(xiàn)過。蚌埠市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率均在95%以上。

2．2 PM10季節(jié)變化特征

2006～2010年度蚌埠市區(qū)PM10季度監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計分析，見表3及圖3、4。

表3 2006～2010年P(guān)M10季度監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計 mg／m3

圖3 2006～2010年蚌埠市區(qū)PM10季度質(zhì)量濃度變化曲線

圖4 2006～2010年蚌埠市區(qū)

由表3、圖4可知，2006～2010年期間的季節(jié)變化都表明春冬季質(zhì)量濃度較高，夏秋季質(zhì)量濃度較低；根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，每年的1月和12月PM10濃度最高，這是因為這段時期風(fēng)速較小、逆溫發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大，受這些不利于擴(kuò)散的氣象條件影響；期間降水相對較少，對空氣的凈化作用不明顯；冬季是采暖、供熱高峰期，除高新區(qū)、禹會區(qū)部分地區(qū)采用集中供熱外，城區(qū)大部無集中供熱，工業(yè)及采暖鍋爐大量排放所形成的煤煙型污染在這段時期內(nèi)顯現(xiàn)較為集中。

2．3 PM10空間變化特征

2006～2010年度蚌埠市區(qū)PM10各監(jiān)測點結(jié)果統(tǒng)計分析，詳見表4及圖5。

表4 2006～2010年P(guān)M10各測點監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計mg／m3

圖5 蚌埠市區(qū)PM10各測點質(zhì)量濃度變化曲線

由表4、圖5可知，除百貨大樓測點2007年年均值外，其余各測點、各年度均值都符合二級標(biāo)準(zhǔn)（0．10mg／m3）的要求。但是沒有呈現(xiàn)出二水廠（工業(yè)區(qū)）＞百貨大樓（商住混合區(qū)）＞工人療養(yǎng)院（清潔對照點）的規(guī)律。這說明近幾年隨著蚌埠市城區(qū)建設(shè)的加快，建成區(qū)面積不斷擴(kuò)大，大學(xué)園區(qū)、新城區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)及河北工業(yè)區(qū)等逐步形成規(guī)模，工人療養(yǎng)院作為清潔對照點及二水廠作為工業(yè)區(qū)的代表性需要進(jìn)一步論證，并且應(yīng)以蚌埠市區(qū)多年環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢、產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)特點、人口分布情況、地形和氣象條件等因素為依據(jù)考慮增加環(huán)境空氣自動監(jiān)測點位，這樣才能客觀反映蚌埠市區(qū)環(huán)境空氣污染對區(qū)域內(nèi)生活環(huán)境的影響。

3 PM10污染成因分析

3．1 氣象因素

氣象條件對污染物的擴(kuò)散、稀釋和累積有一定的作用，在污染源一定條件下，污染物濃度的大小主要取決于氣象條件。蚌埠市區(qū)夏秋季節(jié)PM10濃度處于低谷，主要是因為夏秋季節(jié)氣溫高使得大氣邊界層高度相對較高，平均風(fēng)速較大，有利于污染物擴(kuò)散，且對流性天氣及降水相對較多，對空氣的凈化作用明顯。春冬季節(jié)PM10濃度偏高，主要由于降水較少，空氣中PM10不易被清除，城市大氣容易形成逆溫層，靜風(fēng)、逆溫天氣出現(xiàn)率較高，不利于污染物擴(kuò)散。

3．2 污染源因素

污染物的排放是導(dǎo)致PM10污染的根本原因。對于城市來說，一些污染源是固定的，如工業(yè)廢氣排放和機(jī)動車尾氣排放等，這在污染物濃度監(jiān)測中就可以表現(xiàn)出來。在地面風(fēng)速較小，這種污染源就會起到明顯的作用。根據(jù)蚌埠市環(huán)境保護(hù)局統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2006～2010年蚌埠市煙塵和工業(yè)粉塵排放量逐年減少。2006年煙塵排放量約12 553t，到2010年煙塵排放量約9 960t；2006年工業(yè)粉塵排放量約3 176t，到2010年工業(yè)粉塵排放量約2 188t。PM10濃度變化趨勢與煙塵、粉塵的排放量變化趨勢一致，說明近年來蚌埠市大氣污染治理措施取得了一定得成效。值得注意的是，2010年P(guān)M10年均值濃度為0．080mg／m3，較上年增加0．015mg／m3，分析原因可能有二：一是2010年作為蚌埠市城市大建設(shè)啟動之年，市政基建等所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、塵土是PM10濃度上升的主要原因；二是蚌埠市機(jī)動車輛總數(shù)2009年約6．7萬輛，到2010年機(jī)動車輛總數(shù)突增至約11萬輛，機(jī)動車排放尾氣塵也是PM10濃度有上升原因之一。

4 PM10污染治理措施

4．1 揚(yáng)塵污染治理措施

揚(yáng)塵是PM10的一個重要來源，控制揚(yáng)塵是防治PM10污染的關(guān)鍵。由于揚(yáng)塵是混合塵源類，建筑施工工地、道路、敞開的料堆和裸露地面是城市揚(yáng)塵的主要來源。防治揚(yáng)塵污染，可采取多方面的措施。采取有效措施，控制交通揚(yáng)塵，市區(qū)主要道路實行機(jī)械灑水清掃作業(yè)，增加道路清掃次數(shù)等；加強(qiáng)建筑工地?fù)P塵的管理，如建筑工地實行標(biāo)準(zhǔn)圍擋作業(yè)及硬地坪施工，砂石、料場要采取遮蓋或灑水等措施減少揚(yáng)塵，垃圾、土渣要及時清運(yùn)等；加強(qiáng)堆場的揚(yáng)塵管理，規(guī)范城區(qū)煤場、堆料場、灰場等場所的管理，采取灑水、圍擋等措施減少揚(yáng)塵產(chǎn)生量；消除城區(qū)內(nèi)部裸露地面，加大綠化工作，減少城區(qū)內(nèi)的二次揚(yáng)塵。

4．2 煤煙塵防治措施

大氣中煤煙塵污染主要由煤燃燒所排放的煙塵及燃燒后煤灰粉塵所致。因此，應(yīng)從以下幾個方面采取有效措施。大力發(fā)展清潔能源，逐步實行以氣代煤；加快城區(qū)燃煤爐、灶改用清潔能源，減少燃煤量和煙塵的排放量；推進(jìn)和鼓勵集中供熱，選用低硫分和低灰分的優(yōu)質(zhì)煤，嚴(yán)禁高硫分、高灰分的煤炭進(jìn)市；對燃煤鍋爐實施改造，采用先進(jìn)技術(shù)和有效的除塵設(shè)備。

4．3 土壤風(fēng)沙塵的防治措施

土壤風(fēng)沙塵的天然來源主要是裸露的地表，但在不利的氣候條件下，易形成所謂的二次揚(yáng)塵。提高城市綠化覆蓋率，在老城區(qū)、新城區(qū)、工業(yè)區(qū)周圍擴(kuò)大園林綠化面積；在城市周邊建設(shè)人工防護(hù)林帶，以減少周邊城市及北方沙塵暴對蚌埠市市區(qū)環(huán)境的影響。

4．4 機(jī)動車尾氣塵防治措施

近幾年來，蚌埠市機(jī)動車逐年增加，至2010年機(jī)動車輛總數(shù)約11萬輛。機(jī)動車產(chǎn)生的尾氣塵是城區(qū)PM10的主要來源之一。因此，建議應(yīng)建立和健全防止機(jī)動車尾氣管理體系和約束機(jī)制。有效地調(diào)控機(jī)動車增長的數(shù)量，以機(jī)動車的增加與全市人口和道路的發(fā)展相適應(yīng)。繼續(xù)加快高質(zhì)量道路的建設(shè)，改善道路路面狀況。還應(yīng)加強(qiáng)機(jī)動車尾氣排放檢測，不合格者應(yīng)治理達(dá)標(biāo)。

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