承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染源分析

成福偉，張?jiān)聟?/p>

（河北民族師范學(xué)院，河北承德067000）

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染源分析

成福偉，張?jiān)聟?/p>

（河北民族師范學(xué)院，河北承德067000）

用實(shí)地調(diào)研的方法獲得承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染源類型及數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，按照國家環(huán)?？偩郑ōh(huán)發(fā)[2003]64號）“燃料燃燒排放大氣污染物物料衡算辦法”進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明：承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部2013年主要大氣污染源為煙塵、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物，分別占污染物排放總量的71.83%、3.04%、19.97%和5.61%。煙塵主要來自居民生活和建筑工地，分別占60.70%和39.30%。交通污染源中，氮氧化物排放量占交通污染源排放總量的54.44%，一氧化碳排放量占38.08%。抑制生活污染源的主要對策為改變生活方式減少煤炭燃燒量；交通污染源治理首先應(yīng)推廣汽車尾氣處理裝置，其次減少私家車的使用；加強(qiáng)建筑工地防塵處理。

大氣污染源；城鄉(xiāng)結(jié)合部；承德市

2014年1月4日，國家減災(zāi)委員會辦公室、民政部通報2013年自然災(zāi)情，將霧霾天氣首次納入自然災(zāi)害范疇。2013年，多發(fā)、頻發(fā)的嚴(yán)重霧霾天氣出現(xiàn)在我國中東部地區(qū)。除8月外，各月霧霾日數(shù)均比歷史同期偏多，其中，1～3月、9～12月霧霾天氣比其他月份更為嚴(yán)重。大氣污染關(guān)系到國民身體狀況，國內(nèi)學(xué)者對大氣污染高度重視，江梅等做了國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系研究[1]；劉倫升做了大氣污染物排放權(quán)初始分配研究[2]；盛青做了主要氮氧化物排放源排放標(biāo)準(zhǔn)及其環(huán)境影響模擬研究[3]；還有區(qū)域污染物排放研究[4～12]。承德市和同期其他城市相比雖然霧霾天氣較少，但與本地歷年?duì)顩r比較，霧霾天氣也有增加趨勢。城鄉(xiāng)結(jié)合部是指兼具城市和鄉(xiāng)村土地利用性質(zhì)的城市與鄉(xiāng)村地區(qū)的過渡地帶，尤其是指接近城市并具有某些城市化特征的鄉(xiāng)村地帶。目前，對承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染源類型、分布、產(chǎn)生途徑、源強(qiáng)等情況研究較少，治理管理措施相對滯后，因此該區(qū)域產(chǎn)生的大氣污染物在一定程度上對承德市中心城區(qū)產(chǎn)生不利的影響。為了更好的治理城市大氣污染，改善承德市大氣環(huán)境質(zhì)量，調(diào)查承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染物的產(chǎn)生、源強(qiáng)、分布特性、傳輸渠道等狀況尤為重要。調(diào)查組立足承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部實(shí)際情況，對位于承德市東西南北四個方向城鄉(xiāng)結(jié)合部的紅石巒村、太平莊、大三岔口村、老西營進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。調(diào)查的大氣污染源按來源分為5個類別：生活源、交通源（道路和車輛）、農(nóng)業(yè)源、工業(yè)源、大型施工工地[13]。最后，針對主要影響因子進(jìn)行定性定量分析，為承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部大氣污染防治提出對策建議。

1　研究區(qū)概況

紅石巒村、太平莊、大三岔口村和老西營分別位于承德市區(qū)東部、東南部、西部和北部四個方位，均部屬典型的城鄉(xiāng)結(jié)合部。本區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū)，風(fēng)向的變化具有明顯的季節(jié)。冬季12～2月以偏北風(fēng)為主，夏季6～8月以偏南風(fēng)為主，春秋兩季是這兩種氣流的轉(zhuǎn)換季節(jié)，春季接近夏季情況，秋季則近于冬季。除靜風(fēng)外，年最多風(fēng)向?yàn)槲髂虾臀鞅薄Ｄ昶骄L(fēng)速為1.4～4.3米/秒，全年大風(fēng)日數(shù)11～63天。

紅石巒村位于承德市區(qū)東部，原來是一個大村莊，有508戶居民1675人，戶均人口3.3人/戶。2005年開始城中村改造拆遷，在村莊周圍選址該居住樓房，但回遷樓還沒有建成，拆遷戶均未回遷。拆遷戶目前多數(shù)租房住或借助親戚家，住房條件比較艱苦。未拆遷的有70多戶居民，他們因?yàn)殡S時準(zhǔn)備拆遷，近年來也沒有對住房進(jìn)行投資裝修，所以在紅石巒村看不到窗明幾凈的住房。

居民冬季采暖設(shè)備為土暖氣，取暖以燒煤為主，個別家庭住火炕燒木柴。冬季做飯與取暖同用爐灶燒煤，配合使用電飯鍋、電餅鐺等，夏季做飯用電為主，個別家庭燒木柴和鋸末。

居民已沒有耕地，沒有大型企業(yè)。村民以經(jīng)商打工為生，主要經(jīng)營有小賣部、煤炭、水果。此外，逢五逢十為大集，集市期間可采購日常生活用品。全村現(xiàn)在居住的70多住戶中有10多輛家用汽車，3輛運(yùn)貨卡車，有2輛舊拖拉機(jī)。

2　數(shù)據(jù)來源和分析方法

2.1數(shù)據(jù)來源

立足于調(diào)查區(qū)現(xiàn)狀，調(diào)查大氣污染源按來源分為5個類別：生活源、交通源（道路和車輛）、大型施工工地、農(nóng)業(yè)源、工業(yè)源。其中以生活源作為重點(diǎn)調(diào)查內(nèi)容，調(diào)查每個家庭住戶冬季取暖能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，交通源統(tǒng)計(jì)家用汽車擁有量。

2.2污染源數(shù)據(jù)處理

2.2.1生活污染源

（1）煤炭消耗量

紅石巒村每個住戶年煤炭購買量3～5噸，全村70戶居民年均煤炭消耗總量為210噸～350噸。每戶住房面積大約120平方米，戶均人口3.3人。計(jì)算得知人均年煤炭消耗量0.9噸～1.5噸，取其平均值為人均年煤炭消耗量1.2噸。

雙橋區(qū)農(nóng)業(yè)人口5.1萬人，他們的生活方式大致相同，多居住在城鄉(xiāng)結(jié)合部。以此為依據(jù)計(jì)算得出承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部年煤炭消耗總量為5.1×1.2=6.12萬噸。

（2）煤炭燃燒污染物排放種類和排放量

按照國家環(huán)?？偩郑ōh(huán)發(fā)[2003]64號）“燃料燃燒排放大氣污染物物料衡算辦法”進(jìn)行計(jì)算，

①煙塵排放量

式中Gsd為煙塵排放量（kg）；B為耗煤量（T）；A為煤中灰分（%）；Dfh為灰分中煙塵（%）；η為除塵系統(tǒng)除塵效率（%）；Cfh為煙塵中可燃物（%）。

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃煤年煙塵排放量為

②二氧化硫排放量

式中GSO2為SO2排放量（kg）；B為耗煤量（T）；S為燃煤全硫份含量（%）。

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃煤年SO2排放量為：

GSO2=1600×61200×0.53%=518976kg=518.976噸

③一氧化碳排放量

式中GCO為CO排放量（kg）；B為耗煤量（T）；C為燃煤中碳含量（%）；Q為燃煤燃燒不完全值（%）。承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃煤年一氧化碳排放量

GCO=2330×61200×80%×3%=3422304kg=3422.304噸。

④氮氧化物排放量

式中GNOX為NOx排放量（kg）；B為耗煤量（T）；β為燃煤中氮的轉(zhuǎn)化率（%）。

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部年氮氧化物排放量

2.2.2交通污染源

（1）燃油消耗量

紅石巒村交通運(yùn)輸工具統(tǒng)計(jì)有3輛卡車（1800升油/車年）、14兩家用轎車（1200升油/車年）、2輛基本廢棄的拖拉機(jī)構(gòu)不成主要大氣污染源。3輛卡車年油耗量3×1800升=5400升油；14兩家用轎車年油耗量141200升=16800升?？傆?jì)16800+5400= 22200升。人均年油耗量22200÷(70×3.3)=96.10升。

雙橋區(qū)農(nóng)業(yè)人口5.1萬人，他們的生活方式大致相同，多居住在城鄉(xiāng)結(jié)合部。以此為依據(jù)計(jì)算得出承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部年均消耗汽油總量為5.1×96.10= 490.13萬升=490.13萬升÷1379.31=3553.44噸。

（2）燃油污染物排放種類和排放量

按照國家環(huán)?？偩郑ōh(huán)發(fā)[2003]64號）“燃料燃燒排放大氣污染物物料衡算辦法”進(jìn)行計(jì)算，

①二氧化硫排放量

式中GSO2為SO2排放量（kg）；B為耗油量（T）；S為燃油全硫份含量（%）。

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃油年SO2排放量為

GSO2=2000×3553.44×0.1%=7106.88kg=7.1噸。

②一氧化碳排放量

式中GCO為CO排放量（kg）；B為耗油量（T）；C為燃油中碳含量（%）；Q為燃油燃燒不完全值（%）。承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃油年一氧化碳排放量

③氮氧化物排放量

GNOX=1630×B×(N×β+0.000938)

式中GNOX=為NOx排放量（kg）；B為耗油量（T）；N為燃油中氮含量（%）；β為燃油中氮的轉(zhuǎn)化率（%）。

承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部燃油年氮氧化物排放量

2.2.3其他污染源

紅石巒村沒有工廠和農(nóng)田，即沒有農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染源。大型施工工地位于村莊北部的小北溝，面積260×150=39000m2=3.9萬m2，地面狀況裸露，建筑面積為3.9萬m2×21=81.9萬m2。計(jì)算出工地?fù)P塵排放量：

紅石巒施工工地?fù)P塵排放量是按照物料衡算方法，根據(jù)建筑面積（市政工地按施工面積）、施工期和采取的揚(yáng)塵污染控制措施，按基本排放量和可控排放量分別計(jì)算紅石巒村施工工地?fù)P塵排放量。

式中W為施工工地?fù)P塵排放量（噸）；WB為基本排放量（噸）；WK為可控排放量（噸）；A為建筑面積（市政工地按施工面積，萬平方米）；B為基本排放量排放系數(shù)（噸/萬平方米*月）；P11、P12、P13、P14為各項(xiàng)控制揚(yáng)塵措施所對應(yīng)的一次揚(yáng)塵可控排放量排污系數(shù)（噸/萬平方米*月）；P2為控制運(yùn)輸車輛揚(yáng)塵所對應(yīng)二次揚(yáng)塵可控排放量系數(shù)（噸/萬平方米*月）；T為施工期（月）。

WB=A×B×T=81.9萬m2×2.8噸/萬平方米*月×7月=1605.24噸

施工工地沒有揚(yáng)塵控制措施，故WK=0。

施工工地年揚(yáng)塵排放量

紅石巒村人均施工工地年揚(yáng)塵排放量=1605.24噸/1675人=0.96噸/人。

雙橋區(qū)農(nóng)業(yè)人口5.1萬人，他們的生活方式大致相同，多居住在城鄉(xiāng)結(jié)合部。以此為依據(jù)計(jì)算得出承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部年均施工工地年揚(yáng)塵排放量為5.1×0.96=4887.60噸。

2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

表1　承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部污染物排放量統(tǒng)計(jì)Table 1 pollutant emissions statistics of Chengde City fringe

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，承德市城鄉(xiāng)結(jié)合部年均煙塵排放量12437.45噸；二氧化硫排放量526.08噸；一氧化碳排放量3458.52噸；氮氧化物排放量893.51噸。在污染物排放總量貢獻(xiàn)率分別為71.83%、3.04%、19.97%和5.61%。

圖1　污染物在排放總量中的貢獻(xiàn)率Fig.1 contribution rate of pollutants In total emissions

由表1可以看出，生活污染源排放的污染物排放量，分別為煙塵排放量7549854.55kg；二氧化硫排放量518976.00kg；一氧化碳排放量3422304.00kg；氮氧化物排放量841741.13kg。

由圖2可以看出在污染物排放總量貢獻(xiàn)率分別為61.22%、4.21%、27.75%和6.83%。

圖2　生活源排放量/kgFig.2 emissions of living source/kg

由表1可以看出，交通污染源排放的污染物排放量，分別為煙塵排放量0kg；二氧化硫排放量7106.88kg；一氧化碳排放量36214.60kg；氮氧化物排放量51769.85kg。

由圖3可以看出在污染物排放總量貢獻(xiàn)率分別為0%、7.47%、38.08%和54.44%。

圖3　交通源排放量/kgFig.3 emissions of traffic source/kg

2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明承德市2013年城鄉(xiāng)結(jié)合部主要大氣污染源為①煙塵排放量12437.45噸；②二氧化硫排放量526.08噸；③一氧化碳排放量3458.52噸；④氮氧化物排放量893.51噸，在污染物排放總量貢獻(xiàn)率分別為71.83%、3.04%、19.97%和5.61%，污染物種類以煙塵為主。煙塵主要來自居民生活和建筑工地，分別占60.70%和39.30%。

按污染源統(tǒng)計(jì)，生活污染源排放量分別占煙塵、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物排放總量的60.70%；98.65%；98.95%；94.21%。可見，生活污染源為主。生活污染源中煙塵排放量占生活污染源排放總量的61.22%，一氧化碳占27.75%。

交通污染源中，氮氧化物排放量占交通污染源排放總量的54.44%，一氧化碳排放量占38.08%。

3　大氣污染防治的對策建議

（1）抑制生活污染源的主要對策為改變生活方式，減少煤炭燃燒使用量。在城鄉(xiāng)結(jié)合部，居民冬季采暖大多采用土暖氣小鍋爐，存在大量原煤散燒的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量。建議首先加快城鄉(xiāng)結(jié)合部及重點(diǎn)地區(qū)平房拆遷進(jìn)度，居民住房建設(shè)注重隔熱、采光，讓居民盡早回遷到窗明幾凈的住房，搬離目前采光差、隔熱差的住房，減少冬季取暖煤炭消耗，如能實(shí)行統(tǒng)一供暖，效果更好。其次加快取暖煤改電，通過改造，使居民冬季取暖的時候主要用電爐取暖，取代原煤土暖氣取暖；這種方法成本會比較高，但為保護(hù)環(huán)境政府應(yīng)考慮給居民一定經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，加大政策宣傳力度，讓老百姓了解取暖煤改電的好處。

（2）交通污染源治理建議安裝汽車尾氣處理裝置，減少私家車的使用，發(fā)展公共交通，減少汽車尾氣排放量，同時倡導(dǎo)公共交通工具使用環(huán)保清潔能源，如電能、液化天然氣等，可進(jìn)一步降低尾氣排放量。

（3）加強(qiáng)建筑工地防塵處理包括：施工區(qū)域要圍擋封閉；施工現(xiàn)場應(yīng)做硬化處理；保持路面的濕潤，控制清掃道路的揚(yáng)塵污染；控制土方施工、堆放、混凝土、砂漿拌制、腳手架清理、拆除的揚(yáng)塵污染。

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An Analysis of Atmospheric Pollution Source in the Semi-urban Area of Chengde City

CHENG Fu-wei，ZHANG Yue-cong
(Hebei Normal University for Nationalities,Chengde,Hebei 067000,China)

The data analysis of the atmospheric pollution source in the semi-urban area of Chengde City obtained by field research method is carried out in accordance with“Mass Balance Approach for Air Pollutants from Fuel Combustion Emissions”issued by the State Environmental Protection Administration.The results show that the major source of air pollution in the semi-urban area in Chengde City in 2013 is from soot,sulfur dioxide, carbon monoxide and nitrogen oxides,accounting for 71.83%,3.04%,19.97%and 5.61%of the total respectively. Soot mainly comes from residents and construction sites,accounting for 60.70%and 39.30%respectively.As for traffic pollution sources,nitrogen oxide emissions account for 54.44%of the total and carbon monoxide emissions account for 38.08%.The main countermeasure to suppressing domestic pollution sources is to reduce the amount of coal combustion.To suppress the traffic pollution sources,first,device of automobile exhaust treatment should be promoted;second,the use of private cars should be reduced.And the dustproof processing of construction site should be strengthened.

atmospheric pollution;semi-urban area;Chengde City

P49

A

2095-3763（2015）02-0029-05

2015-01-07

成福偉（1973-），男，河北豐寧人，河北民族師范學(xué)院副教授，主要從事管理學(xué)研究。

河北省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（14454209D）；河北省社科基金年度項(xiàng)目（HB14GL041）；河北省民生調(diào)研項(xiàng)目（201301211）；承德市財(cái)政局項(xiàng)目（CZ2012001）。