長春市復合型大氣污染成因及對策

樸 曄，劉夢思

（1.長春市環(huán)境保護局朝陽分局，吉林 長春 130012；2.東北林業(yè)大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

長春市復合型大氣污染成因及對策

樸 曄1，劉夢思2

（1.長春市環(huán)境保護局朝陽分局，吉林 長春 130012；2.東北林業(yè)大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

對長春市2011—2015年空氣中主要污染物在時間上的變化規(guī)律及現(xiàn)狀影響進行分析，結(jié)果表明，長春市是煤煙型、汽車尾氣型以及其他污染并重的復合型污染城市。提出拆除燃煤小鍋爐、淘汰黃標車、治理煙粉塵、秸稈綜合利用等對策來改善大氣環(huán)境質(zhì)量。建議統(tǒng)一規(guī)劃能源消費、工業(yè)發(fā)展和運輸，發(fā)展節(jié)約能源、污染物排放少的綠色工業(yè)，提倡低碳生產(chǎn)，推廣環(huán)保車。

煤煙污染；汽車尾氣污染；成因分析；對策和建議

大氣污染造成大氣中的飄塵、煙霧和氣態(tài)污染物增多，空氣變得混濁，能見度降低，太陽光直接輻射減少?？諝庵械奈廴疚锶鏟M10、PM2.5、SO2、NOx、CO和O3等，危害人體健康。特別是PM2.5，會對人體心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)造成很大危害[1]。多環(huán)芳烴（PAH） 是多環(huán)結(jié)構(gòu)的碳氫化合物，如苯并[a]芘，主要來自煤、油的不完全燃燒以及機動車尾氣排放，極易引起肺癌。大氣污染造成的呼吸系統(tǒng)疾病快速增加，引起了人們對空氣質(zhì)量的格外關(guān)注，大氣環(huán)境問題已成為我國亟待解決的環(huán)境問題之一[2]。

1 長春市大氣污染現(xiàn)狀和影響

1.1 長春市大氣污染現(xiàn)狀

長春市2011—2015年空氣中主要污染物年均濃度值見表1，從各指標來看，2013年與2012年相比，空氣質(zhì)量污染天數(shù)增加，空氣質(zhì)量下降，PM2.5、PM10、SO2的年均值超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）中年平均二級標準要求，分別超標1.09倍、0.84倍、0.1倍。2014年，NO2、PM2.5、PM10的年均值超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）中二級標準的要求，分別超標0.18、0.94、0.69倍，PM2.5年均值超出國家空氣質(zhì)量二級標準，2月25日，霧霾天氣空氣質(zhì)量下降，PM2.5監(jiān)測值“爆表”， 監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示9個PM2.5監(jiān)測站4處嚴重污染，5處重度污染，從9：00到19：00，PM2.5數(shù)值一直呈上升趨勢，環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)（AQI）為326，為嚴重污染。

表1 長春市2011—2015年空氣中主要污染物年均值mg/m3

圖1 2013—2015年長春市AQI月變化趨勢

AQI綜合考慮了SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O36項污染物的污染程度，AQI數(shù)值越大，表明綜合污染程度越重。2013—2015年長春市AQI月變化趨勢如圖1所示。1月～4月初和10月26日～12月是長春市的采暖期，是大氣污染的高峰期，污染物排放量大，環(huán)境空氣質(zhì)量差；3月、4月份受特殊氣象條件（沙塵天氣）影響，大氣污染程度變化大；7月、8月、9月份長春市空氣質(zhì)量最好。

2015年11月9日，長春市PM2.5和PM10日變化趨勢（見圖2），當日首要污染物是PM2.5，9個監(jiān)測站點出現(xiàn)爆表，空氣質(zhì)量狀況為嚴重污染[3]。

圖2 2015年11月9日長春市PM2.5和PM10日變化趨勢

1.2 大氣污染狀況分析

2013年末和2014年年初，長春正值采暖期，出現(xiàn)霧霾天氣，給市民出行及生活帶來影響，空氣能見度下降，航班及交通均受到影響。2013年和2014年除夕夜，長春市AQI為212和109，PM10分別為132 μg/m3和76 μg/m3，PM2.5分別為212 μg/m3和82 μg/m3，分別出現(xiàn)五級重度污染霧霾天氣和三級輕度污染天氣。

2013年10月份與2014年同期相比，采暖期開始，城區(qū)被霧霾籠罩，2013年10月28日，空氣重度污染，PM2.5超過500 μg/m3，出現(xiàn)大霧紅色預警信號。2014年10月25日，環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)為10.35，全年最高，主要污染物是PM2.5。

2 長春市大氣污染特點分析

大氣污染問題多指人為因素引起的大氣環(huán)境問題。固定污染源主要是煤和石油燃燒過程中煙塵、SO2、NO2等的排放；移動污染源如汽車在移動過程中大量廢氣的排放，汽車廢氣中含有150～200種不同的碳氫化合物，其中危害最大的是CO、碳氫化合物、NOx和鉛的化合物[2]。結(jié)合長春市區(qū)域特點，長春空氣污染主要呈“煤煙型、汽車尾氣型和其他污染并重的復合型污染”的特點。

2.1 煤煙型污染

2.1.1 2011—2015年長春市廢氣中污染物排放情況

2011—2015年長春市廢氣中污染物排放量如表2所示，2014年煤炭消耗總量比2013年減少10.99%；2013年SO2排放量比2012年減少25.07%，2015年比2014年減少6.13%；2012年NOx排放量比2011年減少1.4%，2013年比2012年減少37.11%；2015年比2014年減少9.24%；2012年煙（粉）塵排放量比2011年減少6.9%，2013年比2012年減少11.17%。但是，2012年煤炭消耗總量卻比2011年增長4.91%，2013年比2012年增長8.06%，2015年比2014年增長1.07%；2012年SO2排放總量比2011年增長了0.1%，2014年比2013年增長11.10%；2014年NOx排放量比2013年增長58%；2014年煙（粉）塵排放量比2013年增長87.18%，2015年比2014年增長10.22%。

2011—2015年，煤炭消耗總量、煙（粉）塵排放量呈增長趨勢，SO2、NOx排放量呈減少趨勢。

表2 2011—2015年廢氣中污染物排放量

2.1.2 2011—2015年長春大氣污染狀況分析

在吉林省一次能源消耗中煤炭占70%以上[4]。長春市是一個供熱能源以煤炭為主的城市，燃煤過程大量煙塵、PM10和SO2排放至大氣環(huán)境中，造成嚴重的大氣污染，冬季采暖期是每年的10月至次年的3月末或4月初，近6個月時間，長春市環(huán)境空氣質(zhì)量較差。環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)（AQI） 綜合考慮SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O36項污染物的污染程度，2013年1～12月份長春市AQI月變化趨勢（見圖3），1月～4月初、10月26日～12月AQI值較大，綜合污染程度重，說明長春市進入冬季采暖期間，煙煤和生物質(zhì)等燃燒所排放的顆粒物等污染物濃度升高，空氣質(zhì)量較差，而其他非采暖季節(jié)空氣質(zhì)量較好。

圖3 2013年1～12月長春市AQI月變化趨勢

長春市城區(qū)供熱以熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱為主，區(qū)域鍋爐供暖為輔，分散采暖小鍋爐為補充，未采取集中供熱的小鍋爐形成低空排放，煙塵污染嚴重，除天氣原因?qū)ξ廴疚飻U散造成不利影響外，供暖期燃煤污染物排放總量的增長，也是造成重污染天氣的主要原因，市區(qū)空氣污染呈明顯的煤煙型污染特征。

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，2013年，長春市共有鍋爐5 569臺，其中“小鍋爐”有4 185臺，占到全市鍋爐總數(shù)的75%以上，其中，2 911臺燃煤“小鍋爐”用于供暖季采暖，10 t以下燃煤“小鍋爐”分散且數(shù)量多，低空排放，煙塵污染嚴重。大氣污染嚴重的主要原因有：一是氣象條件，冬季地面氣溫低，高空氣溫高，近地面易形成逆溫層，致使污染物不能向高空擴散，靜風條件下橫向又沒有流動，加上空氣相對濕度大，飽和的水汽和空氣中的污染物容易形成霧霾，冬季逆溫天氣比例占80%。二是供暖期，燃煤排放的粉塵顆粒加重了霧霾天氣，能源結(jié)構(gòu)單一，燃煤為主，一次能源燃煤消耗比重在80%。

2.2 汽車尾氣型污染

2011—2015年長春市機動車保有量如表3所示，長春市機動車保有量呈逐年遞增趨勢，機動車在大氣污染中所占比例也在逐步增加，已成為城市空氣中顆粒物濃度增加的一個重要的污染源，呈典型的汽車尾氣型污染。機動車怠速行駛造成的汽車尾氣中污染物排放量增加和HC、CO、NOx升高，空氣污染加重。有關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示，當?shù)缆窊矶聲r機動車尾氣，同一輛汽車以25 km/h以下速度行駛時，污染物排放量是以50 km/h速度時的2倍，城區(qū)主要交通干線形成污染帶。城市城區(qū)街道兩側(cè)高高的建筑物、氣流速度分布、低風速形成，都對污染物擴散造成不利影響[5]。

表3 2011—2015年長春市機動車保有量 萬輛

2015年1～12月份長春市PM2.5、PM10、NO2的濃度月際變化圖4顯示，1～4月份和10～12月份PM2.5、PM10、NO2的濃度相對其他月份濃度較高，出現(xiàn)峰值。

圖4 2015年1～12月份長春市PM2.5、PM10、NO2的濃度月際變化

2015年1～12月份長春市CO的濃度月際變化圖5顯示，1～4月份和10～12月份CO的濃度相對其他月份濃度較高也出現(xiàn)峰值。

圖5 2015年1～12月份長春市CO的濃度月際變化

1月～4月初和10月26日～12月份，正值長春市采暖期，除煤炭型污染外，機動車污染也是造成長春市大氣污染的原因之一。

PM10、PM2.5、NOx、CO、揮發(fā)性有機化合物（VOCs）等污染物，對人們的生活環(huán)境和臭氧層造成破壞，城市熱島效應加劇，使人易患上呼吸系統(tǒng)疾病、癌癥等嚴重疾病，對人體健康造成不利影響。

2.3 其他污染——秸稈焚燒污

農(nóng)作物秸稈露天焚燒作為區(qū)域大氣污染的重要排放源，對區(qū)域空氣質(zhì)量和人體健康均產(chǎn)生負面影響[6]。2015年11月2日、3日，長春遭遇嚴重霧霾天氣，衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)顯示，2015年長春周邊地區(qū)秸稈焚燒點與前兩年比降低約30%。而松嫩平原和遼河平原上幾個產(chǎn)糧大縣，火點數(shù)依然很多，在風速較低的情況下，導致整個東北平原秸稈焚燒產(chǎn)生的煙塵排不出去，長春不可避免地就會被污染。鉀離子含量是判斷霾天氣是否由秸稈焚燒引起主要參考值之一。鉀離子來自于生物質(zhì)焚燒，包括秸稈焚燒、樹葉焚燒等，在這個時期，主要來源是秸稈焚燒。2013年，秸稈焚燒對產(chǎn)生霧霾天的貢獻率為20%，2015年10月中旬至11月初，空氣質(zhì)量監(jiān)測中，鉀離子始終存在，每年10月份，長春都會出現(xiàn)幾次重度污染事件，所以說，秸稈焚燒仍是秋季重度煙霾天氣重要原因之一，同時不排除外地城市煙霾天氣對長春的影響[7]。

2015年11月6日至7日，長春出現(xiàn)重度污染，AQI居高不下。6日，PM10和PM2.5分別達809 μg/m3和789 μg/m3。7日，AQI為217，重度污染。全市10個監(jiān)測站點中，9個為重度污染，污染物濃度達最高。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，兩次重污染期間，燃煤污染的特征污染物SO2濃度為環(huán)境空氣質(zhì)量一級標準，燃煤對重污染天氣的“貢獻”不大，2013—2015年，10月下旬長春市空氣污染較嚴重，剛進入采暖期，燃煤量相對較少，焚燒秸稈對空氣質(zhì)量造成明顯影響[7]。秸稈作為生物質(zhì)在完全燃燒時煙小，不完全燃燒時嗆人。搶燒秸稈導致長春連續(xù)3次空氣污染爆表。

3 長春市治理大氣污染的對策

3.1 實施的對策

2011—2015年期間，長春市共拆除燃煤小鍋爐1 828臺，淘汰黃標車3.2萬輛，62.5萬戶煤制氣居民用戶完成天然氣置換，狠抓工業(yè)煙粉塵治理、秸稈綜合利用，PM10、PM2.5自2013年達到峰值以后分別下降17.8%和10.9%，城市環(huán)境質(zhì)量得到改善。

3.1.1 煤煙型污染治理

2012年，建立大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機制，綜合治理超標排放污染物燃煤鍋爐62臺（套）。2013年，劃定“高污染燃料禁燃區(qū)或限制區(qū)”，推廣“煤改氣”，減少分散供暖鍋爐房，減少燃煤使用量。撤并和改造分散采暖鍋爐164座。2014年，確立“1+N”的大氣污染防治模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、淘汰燃煤小鍋爐、治理工業(yè)污染等，82座供熱小鍋爐完成“煤改氣”，淘汰燃煤小鍋爐1 178臺和三環(huán)路內(nèi)10 t及以下小燃煤鍋爐。PM10和PM2.5濃度均值同比2013年分別下降8.5%和6.8%，空氣質(zhì)量得到改善。2015年，192座供熱小鍋爐完成“煤改氣”，PM10濃度比2014年下降9.3%；PM2.5濃度下降了2.9%，空氣質(zhì)量改善。

3.1.2 機動車尾氣污染治理

2012年，建立大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機制，增強機動車環(huán)保檢測。2013年，淘汰治理“黃標車”5 500臺。2014年，機動車尾氣污染治理列入“1+N”模式，明確柴油車、黃標車治理、推廣應用新能源汽車等。交警部門與環(huán)保部門聯(lián)合執(zhí)法，治理限行“黃標車”，控制尾氣污染。2015年，淘汰2005年年底前注冊的營運“黃標車”。2016年，對黃標車提前淘汰補貼的范圍、補貼時間、申請補貼的流程等作出規(guī)定。

3.1.3 秸稈焚燒治理

對秸稈綜合治理、綜合利用，包括秸稈還田、秸稈制飼料、秸稈能源化利用等。為了幫助農(nóng)民解決秸稈問題，山東泉林集團在長春德惠市開設了分廠，以秸稈為原料生產(chǎn)泉林本色紙，有效地解決了秸稈焚燒污染問題，減少了16.5萬t大氣污染物排放，實現(xiàn)碳減排225萬t，既幫助農(nóng)民解決了秸稈無處堆放的問題，也讓秸稈焚燒屢禁不止的現(xiàn)象有所改善，農(nóng)民—企業(yè)—環(huán)境三位一體，取得了經(jīng)濟效益、社會和環(huán)境效益，達到了可持續(xù)發(fā)展的目的，同時也保護了因造紙所需的樹木。

長春市已實施禁燒措施，積極引導、扶持秸稈回收利用，根據(jù)運距，對收購秸稈的企業(yè)每噸補貼10～20元；對購置玉米秸稈打包機專用設備，財政按照國補1∶1比例給予配套補貼。

3.2 大氣污染綜合防治的建議

統(tǒng)一規(guī)劃能源消費、工業(yè)發(fā)展、運輸、城市建設等，綜合運用人為防治污染措施，利用環(huán)境自凈能力，減輕大氣污染。

3.2.1 把環(huán)境保護納入?yún)^(qū)域經(jīng)濟與發(fā)展管理計劃

以可持續(xù)發(fā)展為目標，合理規(guī)劃布局。新建項目環(huán)保設施與主體工程同時設計、施工和投產(chǎn)，限治老污染，控制新污染。源頭、過程控制與末端治理相結(jié)合。

3.2.2 增加對可再生能源方面的環(huán)保投資

如德國的國家規(guī)劃，2040年之前，停止褐煤開采，到2050年，80%能源將由可再生能源提供[8-9]。

3.2.3 實施總量控制，治污優(yōu)待

控制大氣污染，開展節(jié)能減排的工業(yè)生產(chǎn)，改善空氣質(zhì)量[2，10]。選擇合適的能源[11]，以減少溫室氣體排放為目標，構(gòu)建低碳能源系統(tǒng)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，提倡低碳生產(chǎn)。

3.2.4 提升燃油品質(zhì)，推動車用燃油的無鉛化和低硫化

推廣可回收利用、低污染、低能耗的“綠色汽車”，即環(huán)保型汽車，如電動汽車和混合動力汽車、太陽能汽車等，降低CO排放量。世界上現(xiàn)有500多萬輛天燃氣汽車，約占汽車保有量的1%，與汽油車相比，CO排放量減少90%，碳氫化合物排放量減少80%，NOx排放量減少87%[8，10]。

[1]張金良，高健，劉喆，等.2013年灰霾事件及其對北京市醫(yī)院成人門急診量影響的描述性研究[J].環(huán)境與健康雜志，2014，31（10）：853-859.

[2]吳忠標.實用環(huán)境工程手冊——大氣污染控制工程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003：5-7，11-12.

[3]中國環(huán)境監(jiān)測總站.空氣質(zhì)量實時發(fā)布平臺，長春市實時監(jiān)測數(shù)據(jù)[EB/OL].（2016-02-15）http：//www.cnemc.cn/publish/total W-eb-Site/0666/newList_1.html

[4]吉林省統(tǒng)計局.吉林60年（1949—2008）.長春：吉林大學出版社，2009：136.

[5]黃震，吳志軍，謝拯，等.環(huán)境科學與工程中的數(shù)學問題[M].北京：高等教育出版社，2002：356-357.

[6]張鶴豐.中國農(nóng)作物秸稈燃燒氣態(tài)、顆粒態(tài)污染物排放特征的實驗室模擬[D].上海：復旦大學，2009.

[7]田玲玲.燒秸稈是煙霾重要原因之一[N].新文化報，2015-11-06（A01）.

[8]左先文.溫室效應與環(huán)境保護[M].廣州：廣東世界圖書出版社公司，2010：152-163.

[9]劉伊曼.德國的能源轉(zhuǎn)變[J].世界環(huán)境，2016（2）：70-71.

[10]中國環(huán)境科學學會.“十一五”中國環(huán)境學科發(fā)展報告[R].北京：中國科學技術(shù)出版社出版，2012.

[11]大衛(wèi)·德·羅斯切爾德.全球變暖生存手冊——77個阻止全球變暖的方法[M].翟瑩，譯.上海：上海交通大學出版社，2009.

（編輯：程 俊）

Causes of The Compound Pollutions in Changchun City and Strategies

PiaoYe1，Liu Mengsi2
（1.Chaoyang Branch,Environmental Protection Agency of Changchun,Changchun Chaoyang 130012, China;2.Northeast Forestry University，Harbin Heilongjiang 150040,China）

This article carried out an analysis on the time change rules and the influence of the main air pollutants of Changchun city from 2011 to 2015.The results showed that Changchun city was a compound polluted city caused by coal smoke,automobile exhaust and other pollutions.It proposed that the atmospheric environmental quality can be improved by removing the small coalfired boilers,eliminating the yellow standard cars,controlling the smoke dusts and the comprehensive utilization of the straws.It also suggested that the city should unified plan the energy consumption,industrial development and transportations,develop an energy saving and pollutants emission reduced green industry,promote the low-carbon productions,and popularize the environmental friendly cars.

coal smoke pollution,pollution of automobile exhaust gas,causes analysis,countermeasures and suggestions

X51

A

1008-813X（2016）06-0086-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2016.06.22

2016-11-04

樸曄（1965-），女，吉林長春人，畢業(yè)于吉林大學環(huán)境工程專業(yè)，高級工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測和管理方面的工作。