南寧市大氣PM2.5排放源清單研究

黃炯麗 陳志明 莫招育 劉慧琳 毛敬英 梁桂云 李宏姣 楊俊超

（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西 南寧530022）

南寧市大氣PM2.5排放源清單研究

黃炯麗 陳志明 莫招育 劉慧琳 毛敬英 梁桂云 李宏姣 楊俊超

（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西 南寧530022）

收集2012年南寧市工業(yè)、交通、能源、農(nóng)業(yè)等部門的環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合PM2.5排放源活動(dòng)水平和排放因子，建立南寧大氣PM2.5污染源排放清單，明確南寧市大氣PM2.5各個(gè)污染源的排放總量及其貢獻(xiàn)率。

PM2.5；排放源清單；南寧

1 前言

2013、2014年南寧市大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）水平連續(xù)超標(biāo)，與相臨4省的首府城市相比，屬較差水平。2013年南寧市PM2.5年平均值達(dá)到了57微克/立方米，超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)0.63倍，在全國 74個(gè)重點(diǎn)城市中排52名，污染水平處于國內(nèi)中等水平。2014年，根據(jù)新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，南寧市在74個(gè)城市排第16名，在省會(huì)城市（包括直轄市）中排在第6名，2014年雖較2013年有所好轉(zhuǎn)，但顆粒物污染防治形式依然嚴(yán)峻。因此，有必要開展南寧大氣PM2.5排放源研究，明確南寧大氣PM2.5排放的主要來源，為本地區(qū)大氣顆粒物污染防控提供重要參考依據(jù)。

2 資料與方法

南寧市大氣污染物排放源分類參考了國家環(huán)境保護(hù)部于2014年8月19日發(fā)布的《大氣細(xì)顆粒物一次源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》技術(shù)指南中的分類，結(jié)合南寧市統(tǒng)計(jì)年鑒活動(dòng)數(shù)據(jù)分類特征及國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類情況，針對PM2.5這類大氣污染物，將其排放源主要分為電廠、工業(yè)源、道路移動(dòng)源、非道路移動(dòng)移動(dòng)源、揚(yáng)塵源、生物質(zhì)燃燒源和生活面源等。收集每個(gè)排放源的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子等數(shù)據(jù)，完成南寧市PM2.5排放源清單的編制，明確各個(gè)污染源的排放總量及其貢獻(xiàn)率。

3 結(jié)果

3.1南寧市PM2.5各類排放源分擔(dān)率分析

南寧市PM2.5各類源分擔(dān)率見圖 1，結(jié)果顯示，PM2.5各類排放源分擔(dān)率由大到小排序?yàn)椋簱P(yáng)塵源（26.8%） > 道路移動(dòng)源（24.2%）> 生物質(zhì)燃燒源（23.3%） > 工業(yè)源（21.8%）> 火電廠（3.2%）> 非道路移動(dòng)源（0.7%）。揚(yáng)塵源在各種PM2.5排放源分擔(dān)率中居首位。

圖1　南寧市大氣PM2.5各類排放源分擔(dān)率

3.2南寧市PM2.5各類排放源分擔(dān)率分析

由圖2可見，各類PM2.5工業(yè)源排放源排名前五位依次為：非金屬礦物制品業(yè)（主要是水泥工業(yè)，占工業(yè)源排放 PM2.5總量達(dá)59.2%）> 農(nóng)副食品加工業(yè)（18.9%）> 造紙和紙制品業(yè)（10.6%）> 電力、熱電生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)（5.0%）。這五類工業(yè)行業(yè)所排放的 PM2.5占工業(yè)源 PM2.5排放的貢獻(xiàn)率合計(jì)為93.7%。

圖2　南寧市工業(yè)源PM2.5分擔(dān)率

由圖3可見，道路揚(yáng)塵與建筑揚(yáng)塵各占揚(yáng)塵源PM2.5排放量的73.6%和26.4%，前者PM2.5排放量約為后者的3倍。

圖3　南寧市揚(yáng)塵源PM2.5分擔(dān)率

由圖 4可見，各類柴油車（包括柴油大貨車、柴油大客車和柴油小貨車）所排放的PM2.5占道路移動(dòng)源排放顆粒物總量的84.1%，而各類汽油車顆粒物排放量占比約為4.0%左右，摩托車所排放的PM2.5占道路移動(dòng)源排放總量的12.4%，低于柴油車而高于汽油車。

圖4　南寧市道路移動(dòng)源PM2.5分擔(dān)率

4 討論

4.1揚(yáng)塵源PM2.5排放分析

本研究結(jié)果顯示，揚(yáng)塵在南寧市大氣PM2.5排放源清單中占比最大，約為 27%。結(jié)果提示，揚(yáng)塵是造成南寧市顆粒物污染的重要原因。國內(nèi)的太原市[1]、濟(jì)南市[2]、烏魯木齊市[3]、西寧市[4]均有研究表明，揚(yáng)塵在TSP和PM10中的分擔(dān)率分別約為 34%和 30%，高于其他源類。韓力慧等[5]的研究結(jié)果也表明，來自交通活動(dòng)和建筑活動(dòng)的地面揚(yáng)塵是北京大氣顆粒物污染的重要來源之一。胡敏等[6]總結(jié)了2000年以來我國近30個(gè)城市大氣可吸入顆粒物PM10源解析研究，結(jié)果表明揚(yáng)塵(土壤塵、道路塵、建筑塵)位居我國大氣顆粒物 PM10主要的六類來源中的首位。由此可見，國內(nèi)研究的結(jié)果一致的表明，揚(yáng)塵是造成城市顆粒物污染的首要因素，控制城市揚(yáng)塵污染是城市環(huán)境空氣顆粒物達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。

4.2道路移動(dòng)源PM2.5排放分析

隨著南寧市經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加，“十一五”期間南寧市地區(qū)生產(chǎn)總值年均增長15.5%，機(jī)動(dòng)車保有量年均增長率達(dá)到14.62%。2012年末廣西民用汽車保有量達(dá)到 231.03 萬輛，僅南寧市就擁有 154.32 萬輛（比上年增長5.69%）。機(jī)動(dòng)車油料燃燒一次排放的煙粉塵和尾氣中NOx等氣態(tài)污染物經(jīng)過二次轉(zhuǎn)化后生成的二次顆粒物等都是城市環(huán)境空氣中PM2.5重要來源。本研究的結(jié)果顯示，道路移動(dòng)源所產(chǎn)生的PM2.5占比為24.2%，僅此于揚(yáng)塵。有研究[7]報(bào)道，我國部分城市PM10來源中，機(jī)動(dòng)車尾氣塵占7.8%～29.4 %；PM2.5來源中，機(jī)動(dòng)車尾氣塵占 13%～30.2%。潘圣等[8]的研究表明，機(jī)動(dòng)車尾氣對南寧市造成霧霾污染天氣有重要的影響。本研究的結(jié)果與此相似。此外，本研究結(jié)果顯示，柴油車所排放的PM2.5占道路移動(dòng)源排放顆粒物總量的84%，而汽油車占比僅為4%左右，前者所排放的PM2.5為后者的21倍。一般日常所用的小型車都為汽油車，大中型車多為柴油車。有研究表明，機(jī)動(dòng)車顆粒物（PM）排放主要來自柴油機(jī)[9]。孫吉樹等[10]的研究也表明，柴油車排放污染顆粒物主要是PM，其排放物中PM2.5占92.3%，微粒排放量是汽油機(jī)的30～50倍。這提示，對于機(jī)動(dòng)車而言，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)控制對空氣顆粒物污染貢獻(xiàn)更大的柴油車。

4.3生物質(zhì)燃燒源PM2.5排放分析

生物質(zhì)是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在世界能源總消費(fèi)量中占14%，世界上約1/2的人口使用生物嫩料作為家庭取暖和做飯的能源，特別在發(fā)展中國家比例更是高達(dá) 35%[11]。長期以來，由于經(jīng)濟(jì)水平相對落后和生活習(xí)慣原因，生物質(zhì)能源一直是我國的主要能源之一，特別是農(nóng)村地區(qū)。2007年，我國農(nóng)村生活用能年人均消費(fèi)標(biāo)煤為539 kg，其中秸稈和薪柴的比例分別為32.8%和21.2%[12]。2007 年《中國能源發(fā)展報(bào)告》指出，目前中國生物質(zhì)能的開發(fā)利用程度僅為 1%，并且被開發(fā)利用的生物質(zhì)絕大多數(shù)被直接燃燒利用。

在本研究中，南寧市的生物質(zhì)燃燒對 PM2.5的貢獻(xiàn)率為23.3%，在PM2.5各類來源中排名第三，提示南寧市由生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的大氣顆粒物污染占有重要地位。南寧地處中國華南片區(qū)，位于廣西中部偏南。南寧市是廣西的主要產(chǎn)糧區(qū)和經(jīng)濟(jì)作物基地，主要種植水稻、玉米、甘蔗等農(nóng)作物，以農(nóng)業(yè)為第一產(chǎn)業(yè)。秸稈和薪柴是南寧市比較重要的生物質(zhì)燃料。生物質(zhì)燃燒排放大氣顆粒的主要組分為碳質(zhì)顆粒和水溶性鉀(K+)。碳質(zhì)顆粒的組分含量可以高達(dá) 73%[13]，主要由有機(jī)碳(OC)和元素碳(EC)組成，其中有機(jī)碳占碳質(zhì)顆粒的60%～90%。碳質(zhì)顆粒在TSP重量中約占10%～15%，在PM10中占 20%～30%，在 PM2.5中約占 40%～60%。由生物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的顆粒物可以造成空氣污染，已經(jīng)引起相關(guān)部門的重視。有研究[14]表明，各種生物質(zhì)燃燒對顆粒物的排放量的貢獻(xiàn)差異很大，其中秸稈和薪柴是主要來源，二者的貢獻(xiàn)總計(jì)在 98%左右。鄭曉燕等的研究發(fā)現(xiàn)[15]，生物質(zhì)燃燒是北京市大氣顆粒物有機(jī)碳的一個(gè)重要來源，在生物質(zhì)燃燒典型樣品中，其貢獻(xiàn)高達(dá)30%～60%?？梢?，生物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的大氣顆粒物污染不容忽視。

4.4工業(yè)源PM2.5排放分析

本研究結(jié)果顯示，工業(yè)排放的PM2.5占PM2.5排放總量的21.8%，在各類PM2.5排放源中排名第四。而非金屬礦物制品業(yè)（主要是水泥工業(yè)）占工業(yè)源排放PM2.5總量的59.2%，占PM2.5排放總量約為 13.2%，是南寧市工業(yè)源中對 PM2.5貢獻(xiàn)最大的一類。水泥工業(yè)是國家重點(diǎn)污染行業(yè)，我國水泥行業(yè)的顆粒物排放量居各工業(yè)行業(yè)首位。水泥行業(yè)是對礦物原料進(jìn)行加工處理的工業(yè)，采用的生產(chǎn)設(shè)備多為大型重型設(shè)備，是污染大氣環(huán)境最為嚴(yán)重的行業(yè)之一。改革開放以來，水泥生產(chǎn)規(guī)模越來越大，對環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重。有研究[16]認(rèn)為: 水泥廠對大氣的污染以顆粒物污染最為嚴(yán)重。水泥生產(chǎn)中，從物料的采掘、均化、粉磨，熟料的煅燒，直到水泥的粉磨、包裝，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都會(huì)有顆粒物的產(chǎn)生和排放[17]。張強(qiáng)等[18]的研究指出，水泥工業(yè)是我國最主要的人為 PM2.5排放源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國水泥工業(yè)粉塵排放量約占全國工業(yè)粉塵總排放量的 48.1%[19]。由此可見，應(yīng)對工業(yè)行業(yè)中的水泥行業(yè)進(jìn)行PM2.5排放量的重點(diǎn)防控。

5 結(jié)論

南寧市大氣PM2.5各類排放源分擔(dān)率由大到小排序?yàn)椋簱P(yáng)塵源> 道路移動(dòng)源> 生物質(zhì)燃燒源> 工業(yè)源> 火電廠> 非道路移動(dòng)源。揚(yáng)塵源在各種PM2.5排放源中分擔(dān)率居首位，應(yīng)重點(diǎn)對其進(jìn)行防控。此外，應(yīng)對道路揚(yáng)塵、柴油車尾氣、水泥工業(yè)給予重點(diǎn)關(guān)注。

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Research on emission inventories of PM2.5in Nanning

The study collected the environmental statistics of industry, transportation departments，energy sector and agricultural sector. In combination with activity level and emission factor of PM2.5emission source, the emission inventories of PM2.5 in Nanning was built. And PM2.5emissions from various sources and their contribution were calculated in the study.

PM2.5; emission inventories; Nanning

X51

A

1008-1151(2015)09-0056-03

2015-08-11

2014年廣西危險(xiǎn)廢物處置人才小高地專項(xiàng)資金；廣西環(huán)境保護(hù)廳資助項(xiàng)目“廣西大氣PM2.5特性與控制對策研究”；廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院2014年科研創(chuàng)新基金項(xiàng)目。

黃炯麗（1986－），女，廣西桂平人，廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院工程師，研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境學(xué)。