淺析廣州市PM2.5污染防控技術(shù)路線

賀睿哲 何潔鑫張晟劍 李藝晴余卓虹 竇楚敏 鄧雋杰 張思苗

（1廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院廣東廣州5100062廣州大學(xué)商學(xué)院 廣東廣州510006）

0 前言

廣州城市化工業(yè)化的不斷推進(jìn)，廣州的發(fā)展將越來(lái)越受到空氣污染的制約。我們研究小組通過(guò)監(jiān)測(cè)PM2.5數(shù)據(jù)、走訪相關(guān)單位了解到當(dāng)前廣州市PM2.5的主要成因是汽車(chē)尾氣和工業(yè)廢氣，而且分布呈夏弱秋冬強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。2012年廣州市多次出現(xiàn)陰霾天氣和PM2.5連續(xù)超標(biāo)的情況，大氣污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻，PM2.5帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失接近16億元人民幣，因大氣污染死亡的人數(shù)逐年上漲，PM2.5已經(jīng)直接影響到廣州市的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類(lèi)的身體健康。

在對(duì)被訪者對(duì)廣州市大氣污染源的認(rèn)知調(diào)查結(jié)果如圖1所示。被訪者認(rèn)為廣州市最大的大氣污染源是汽車(chē)尾氣（503人，57.8%），其次是地面揚(yáng)塵（191人,21.9%）。

圖1 工眾對(duì)大氣污染源的認(rèn)知

地面揚(yáng)塵的主要來(lái)源是來(lái)自工業(yè)排放與建筑施工的粉塵，而汽車(chē)尾氣污染主要是化石燃料燃燒排放的SO2、NOX、COX和金屬顆粒物。龍連芳[1]等對(duì)廣州市車(chē)站的PM2.5進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明在公交汽車(chē)站監(jiān)測(cè)到的PM2.5，總體均值達(dá)288μg/m3，嚴(yán)重超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)PM2.5的濃度變化與車(chē)流量成正比，可見(jiàn)車(chē)輛的尾氣排放對(duì)城市PM2.5的污染貢獻(xiàn)率巨大。這基本和公眾的認(rèn)知相符。因此改進(jìn)機(jī)動(dòng)車(chē)技術(shù)、提高油品質(zhì)量、優(yōu)化交通信號(hào)燈、改變能源結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)對(duì)建筑施工單位的監(jiān)管等成為控制PM2.5污染的主要技術(shù)措施。

1 升級(jí)機(jī)動(dòng)車(chē)技術(shù)減少尾氣排放

汽車(chē)產(chǎn)生PM2.5有機(jī)污染物，有油品的問(wèn)題，也有發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題這應(yīng)引起與汽車(chē)尾氣相關(guān)的各大油企和汽車(chē)制造企業(yè)的重視。

發(fā)動(dòng)機(jī)方面的問(wèn)題主要集中在氣門(mén)積碳問(wèn)題上。當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)緩慢行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸工作溫度低，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)積碳，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)使用較長(zhǎng)的時(shí)間后，氣門(mén)上的積碳會(huì)越來(lái)越多，進(jìn)而使汽油燃燒不充分，這就是造成汽車(chē)PM2.5有機(jī)污染物排放嚴(yán)重的主要原因。若能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，解決氣門(mén)積碳的問(wèn)題，減少汽車(chē)尾氣PM2.5的排放，這將為全國(guó)防控PM2.5做出巨大貢獻(xiàn)。

除了在傳統(tǒng)汽柴油燃料汽車(chē)上改善排氣污染，發(fā)展新能源技術(shù)的研究與實(shí)施也是降低汽車(chē)排放在環(huán)境污染中貢獻(xiàn)的主要手段，如混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、生物乙醇燃料、氫能源等技術(shù)應(yīng)用均能對(duì)汽車(chē)排氣污染物排放大大降低甚至為零污染。汽車(chē)材料技術(shù)仍然處于底層發(fā)展階段，為防止汽油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)火花塞積碳，延長(zhǎng)火花塞使用壽命必須采用貴金屬材料，但是當(dāng)前很多汽車(chē)制造商為節(jié)省成本都忽視了火花塞的改造升級(jí)，因而汽缸內(nèi)油氣混合物沒(méi)有被火花塞點(diǎn)燃、做功就被排放給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響。為了達(dá)到兩全其美，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)找到一種價(jià)廉物美的材料將是汽車(chē)工業(yè)所需奮斗的方向。開(kāi)發(fā)新技術(shù)，推廣新能源成為是車(chē)企節(jié)能減排的首要任務(wù)，車(chē)企必須承擔(dān)起汽車(chē)排放污染治理的龍頭責(zé)任。

2 提高成品油質(zhì)量?jī)?yōu)化產(chǎn)油技術(shù)

燃油是機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染的源頭，即使車(chē)企采用了更先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、更精準(zhǔn)的燃燒控制、更先進(jìn)的排氣后處理系統(tǒng)。提高燃油品質(zhì)，是治理PM2.5的最有效手段之一。減少燃油中的油中的硫、錳、鐵等雜質(zhì)，合理添加催化劑，提高汽車(chē)工作效率和壽命，減少有害物質(zhì)的外排。

歐美、日本等制訂和實(shí)施汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一直將車(chē)和油當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng)，同步實(shí)施汽車(chē)和油品排放標(biāo)準(zhǔn)，確保汽車(chē)排放技術(shù)順利升級(jí)。當(dāng)前油品方面的問(wèn)題可歸根于油品標(biāo)準(zhǔn)偏低。除了北京、長(zhǎng)三角、珠三角以外，我國(guó)大部分地區(qū)仍在執(zhí)行國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)，而歐洲早已在執(zhí)行歐五標(biāo)準(zhǔn)了，即是我國(guó)油品的含硫量是歐洲的15倍，雖然珠三角的油品執(zhí)行國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)，但與歐洲仍有相當(dāng)大的差距。因此產(chǎn)油企業(yè)應(yīng)該積極改進(jìn)煉油技術(shù)，加快油品質(zhì)量升級(jí)步伐，不能讓它給提高汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)拖后腿，油企與政府相結(jié)合減少汽油污染物含量，降低尾氣中的PM2.5排放。

3 優(yōu)化交通信號(hào)燈設(shè)置，整治擁堵現(xiàn)象

機(jī)動(dòng)車(chē)緩慢行駛時(shí)產(chǎn)生的PM2.5較暢通行駛時(shí)產(chǎn)生的多次近五倍。而廣州市作為全國(guó)交通擁堵情況嚴(yán)重的城市之一，優(yōu)化交通系統(tǒng)減低汽車(chē)保有量對(duì)大氣污染整治工作具極大意義。

國(guó)外的紅綠燈布設(shè)管理十分具有科學(xué)性，直路上的紅綠燈都是按先后順序亮起，保證車(chē)流暢通從而降低了堵塞造成的廢氣排放量。這種交通管理模式也有在廣州市部分地區(qū)推行，但由于缺乏合理科學(xué)的安排，治堵效果不明顯，所以依然沒(méi)有得到普及。我們小組建議政府可以利用廣州市車(chē)輛的GPS，建立完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解路面車(chē)流情況，合理對(duì)擁堵路段實(shí)行紅綠燈調(diào)整。政府應(yīng)將實(shí)時(shí)的交通調(diào)節(jié)安排通過(guò)媒體網(wǎng)絡(luò)向公眾公布，提醒車(chē)主合理出行。政府采用科學(xué)的安排和合理的交通管理辦法，必能疏導(dǎo)交通提升城市速度，大大降低由于擁堵產(chǎn)生的PM2.5。

4 改變能源結(jié)構(gòu)

優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，推廣新能源對(duì)改變大氣污染現(xiàn)狀，降低PM2.5影響起到治本之效。廣州如今每年煤炭消費(fèi)量達(dá)到2900萬(wàn)噸[2]，而廣州煤炭燃燒對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)更占到38%。廣州市將于2013全面禁止燃燒蜂窩煤、木炭、焦炭等各種可燃廢物和直接燃用生物質(zhì)等高污染料[3]，同時(shí)政府必須對(duì)廣州九大火力發(fā)電廠進(jìn)行升級(jí)改造，改善煤炭質(zhì)量，提高科學(xué)技術(shù)，以高效潔凈的手段進(jìn)行火力發(fā)電。政府加快發(fā)展天然氣與可再生能源，提高清潔能源供應(yīng)。利用南沙沿海的地理位置優(yōu)勢(shì)，合理利用海風(fēng)建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠；市區(qū)內(nèi)對(duì)路燈及交通信號(hào)燈加裝太陽(yáng)能電池板。此外，廣州市對(duì)新能源汽車(chē)不實(shí)施限購(gòu)令，借此推廣新能源汽車(chē)的使用，但目前廣州市適用的新能源汽車(chē)只有三款，而且加電站只有少數(shù)。為推進(jìn)新能源汽車(chē)，政府應(yīng)增加對(duì)新能源機(jī)動(dòng)車(chē)生產(chǎn)、購(gòu)買(mǎi)等方面的優(yōu)惠政策，增設(shè)電動(dòng)車(chē)充電站以鼓勵(lì)準(zhǔn)車(chē)主選擇購(gòu)買(mǎi)新能源機(jī)動(dòng)車(chē)。車(chē)企也應(yīng)加快完善新能源車(chē)的制造和充電技術(shù)，改變新能源汽車(chē)性能低充電廢時(shí)等缺點(diǎn)，推出性?xún)r(jià)比高的新能源車(chē)和成本低廉的充電設(shè)施。

5 規(guī)范對(duì)建筑工地?fù)P塵的監(jiān)管

據(jù)估計(jì)，1.5億平方米的建筑工地所產(chǎn)生的揚(yáng)塵占PM2.5排放總量的16%左右[4]。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，廣州舊城改造的腳步越來(lái)越快，施工揚(yáng)塵也逐漸成為影響城市環(huán)境質(zhì)量的重要方因素。著手治理施工揚(yáng)塵能有效降低城市PM2.5濃度。建筑工地內(nèi)對(duì)PM2.5等懸浮顆粒物治理最直接的方法就是灑水進(jìn)行吸附沉降。2007年廣州天河城西塔爆破拆除，根據(jù)廣東省環(huán)保監(jiān)測(cè)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)周?chē)?dāng)時(shí)的懸浮顆粒物濃度卻不超過(guò)0.5mg/m3，其中一個(gè)原因就是當(dāng)時(shí)采用了水霧噴灑吸附揚(yáng)塵[5]。為此，政府應(yīng)頒布相關(guān)措施，規(guī)范工地處理?yè)P(yáng)塵技術(shù)，強(qiáng)制要求施工現(xiàn)場(chǎng)加裝水霧噴灑系統(tǒng)以防止施工揚(yáng)塵的擴(kuò)散，嚴(yán)禁敞開(kāi)式作業(yè)，針對(duì)裝卸、攪拌等揚(yáng)塵污染源必須實(shí)施曬水、遮蔽等防控措施。政府應(yīng)牽頭提升城市灑水技術(shù)，提高機(jī)械化清潔率，從而以便捷簡(jiǎn)易的方式降低揚(yáng)塵對(duì)大氣污染的影響。

6 結(jié)論

本研究為廣州市防治PM2.5提供了新的技術(shù)革新思路，為社會(huì)各方降低廢氣排放減少PM2.5產(chǎn)生提出科學(xué)性和針對(duì)性的改革理念。雖然研究提出的方案針對(duì)廣州市，對(duì)各地的大氣污染防治技術(shù)升級(jí)改造也具有重要的借鑒意義。研究提出的技術(shù)路線仍有不全面不完善之處，必須配合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展與政府措施作出修改，以對(duì)防治PM2.5工作產(chǎn)生的影響力發(fā)揮到最大化。

[1]龍連芳,王新明,馮寶志等.廣州市區(qū)公交車(chē)站PM25與CO暴露水平研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010.33（9）.

[2]郭麗萍.灰霾肆虐廣州燒煤難辭其咎[N].時(shí)代周報(bào)，2012月11月.

[3]湯南，杜鵑.廣州今年禁燒蜂窩煤[N].廣州日?qǐng)?bào)，2013年3月13日(A6）.

[4]劉秀鳳.如何治理PM2.5造成的污染問(wèn)題[N].中國(guó)環(huán)境報(bào)，2012年3月7日.

[5]梅智敏.廣州天河城西塔成功爆破拆除全程僅三秒[N].新快報(bào)，2007年1月.