烏魯木齊市揚(yáng)塵來源分析

劉 亮

（烏魯木齊市污染控制中心 新疆烏魯木齊 830000）

引言

“十二五”以來，烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入快車道，從2014年《自治區(qū)大氣污染防治行動計(jì)劃實(shí)施方案》實(shí)施以來，烏魯木齊市進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，壓減煤炭消耗量，取締散亂污企業(yè)，加大機(jī)動車尾氣排放監(jiān)管，二氧化硫、氮氧化物的排放量大大降低，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，揚(yáng)塵已成為制約我市大氣環(huán)境質(zhì)量的主要污染物。

1 揚(yáng)塵來源識別與分類

揚(yáng)塵是在自然力或人力作用下各種不經(jīng)過排氣筒、無組織、無規(guī)則排放地表松散顆粒物質(zhì)的顆粒物,排放的大氣污染物主要為PM10和PM2.5。烏魯木齊市的揚(yáng)塵來源：包括土壤揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵和堆場揚(yáng)塵共4類。

2 揚(yáng)塵來源排放量的計(jì)算方法

依據(jù)國家污染源清單編制的計(jì)算方法，結(jié)合烏魯木齊市各類揚(yáng)塵源的活動水平，以2014年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，計(jì)算出每年烏魯木齊市揚(yáng)塵對PM10和PM2.5的排放量，揚(yáng)塵排放量用每種揚(yáng)塵類型的排放因子與活動水平的乘積得出，W=E×A。

2.1 土壤揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場揚(yáng)塵的排放因子及相關(guān)參數(shù)確定：

2.1.1 土壤揚(yáng)塵

土壤揚(yáng)塵源排放系數(shù)：

式中各參數(shù)含義和取值見表1。各區(qū)縣面積數(shù)值由市民政局提供，各區(qū)縣裸地面積數(shù)值由市國土資源局提供。各區(qū)縣的土壤的主要的類型和土壤的細(xì)類由農(nóng)牧局提供。

表1 烏魯木齊市土壤揚(yáng)塵起塵因子參數(shù)取值

2.1.2 .道路揚(yáng)塵

通過實(shí)地測定獲取烏魯木齊市各等級道路的揚(yáng)塵排放系數(shù)。同時選取烏魯木齊市6條典型道路進(jìn)行24h分車型的車流量記錄統(tǒng)計(jì)。根據(jù)城市道路的不同等級（快速路、主干道、次干道、支路）獲取鋪裝道路的積塵負(fù)荷和未鋪裝道路的表面有效積塵率及道路積塵含水率，再通過計(jì)算得到鋪裝道路和未鋪裝道路的揚(yáng)塵排放系數(shù)。

（1）對于鋪裝道路揚(yáng)塵中PMi排放系數(shù)EPi（單位g/km輛）：

式中ki為產(chǎn)生的揚(yáng)塵中PMi的粒度乘數(shù)，根據(jù)《技術(shù)手冊》附表I-2，PM10取0.62 g/km，PM2.5取0.15 g/km；sL為道路積塵負(fù)荷，單位g/m2；W為平均車重，單位t；η為對揚(yáng)塵的去除效率，根據(jù)《源清單編制技術(shù)手冊》附錄C的控制措施取值。

通過對不同車型空載和滿載時的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查分析，得到單車質(zhì)量，再根據(jù)不同類型車輛的平均質(zhì)量及行駛在道路上機(jī)動車中不同類型車輛的比例計(jì)算車輛的平均質(zhì)量，計(jì)算方法為：

式中：W為道路上車輛的平均重量，單位t；n為車輛的種類數(shù)；Wi為第i種車輛的平均質(zhì)量，單位t；ai為第i種車輛占道路上總車輛數(shù)的比例，單位%。

2.1.3 .施工揚(yáng)塵

基于施工環(huán)節(jié)計(jì)算排放系數(shù)：

式中D為采樣施工工地的起塵面積率，%；u為地面2.5m處風(fēng)速，取中心區(qū)平均值2.3 m/s；M為工地表面積塵含水率，通過實(shí)際測定獲取，與未鋪裝道路相同，取值0.39%；sL為工地路面塵積負(fù)荷，g/m2,為實(shí)測數(shù)據(jù)；N為建筑工地每小時運(yùn)行的機(jī)動車數(shù)量；η為污染控制技術(shù)對揚(yáng)塵的去除效率，%；ki為粒徑系數(shù)，由于該公式適用于PM10的計(jì)算，因此PM10取1，PM2.5取0.2,建筑工地每小時運(yùn)行的機(jī)動車數(shù)量N按照每小時58輛計(jì)算。

表2 烏魯木齊市施工揚(yáng)塵排放系數(shù)計(jì)算

2.1.4 堆場揚(yáng)塵

裝卸、運(yùn)輸物料過程揚(yáng)塵排放系數(shù)Eh（kg/t）：

式中k為物料的粒度乘數(shù)，根據(jù)《技術(shù)手冊》附表I-5的推薦值，PM10取0.35，PM2.5取0.053；u為地面平均風(fēng)速，即全市平均2.3m/s；M為物料含水率，參考《技術(shù)手冊》附表I-6獲?。粨P(yáng)塵的去除效率η參考《源清單編制技術(shù)手冊》附錄C取值。

2.2 土壤揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場揚(yáng)塵的活動水平確定

2.2.1 .土壤揚(yáng)塵源活動水平數(shù)據(jù)通過面源的方式獲取。

通過相關(guān)部門所得數(shù)據(jù)：烏魯木齊市共有土壤揚(yáng)塵源面積5950.4平方千米，其中裸露山體面積5282.59平方千米，農(nóng)田面積454.80平方千米，干涸河谷（主要為頭屯河）140平方千米，灘涂48.64平方千米，未硬化或?yàn)榫G化空地24.37平方千米。

表3 烏魯木齊市土壤揚(yáng)塵源活動水平

2.2.2 道路揚(yáng)塵源活動水平按面源方式獲取。

參考2014年數(shù)據(jù)：2014年烏魯木齊市道路共有3671.1km，其中城市道路1874.34km，公路890.57km，工業(yè)園區(qū)道路258.51km，鄉(xiāng)村道路647.68km。平均車流量數(shù)據(jù)參考烏魯木齊市卡口的交通數(shù)據(jù)計(jì)算而得。

2.2.3 施工揚(yáng)塵源活動水平按面源方式獲取。

建筑物建設(shè)施工過程中引起揚(yáng)塵的主要施工階段有土方的開挖與回填、建筑主體建設(shè)、建筑裝飾裝修和建筑料堆的裝卸與輸送等。結(jié)合2014年數(shù)據(jù)：2014年烏魯木齊市共進(jìn)行建筑施工土方回填1239191.19平方米，土方開挖2161238.89平方米，建筑主體建設(shè)12824173.52平方米，裝飾裝修1882494.41平方米。

2.2.4 堆場揚(yáng)塵源活動水平按面源方式獲取。

結(jié)合2014年數(shù)據(jù)：2014年烏魯木齊市裸露堆場堆放煤炭等料堆共244060噸，其堆場的裝卸與輸送面積共計(jì)43069447.1平方米。

3 揚(yáng)塵對PM10和PM2.5的貢獻(xiàn)

按照源清單編制方法的計(jì)算，我市每年土壤揚(yáng)塵源、施工揚(yáng)塵源、道路揚(yáng)塵源和堆場揚(yáng)塵源，約排放PM10 161451.62噸、PM2.5 26404.54噸。

表4 烏魯木齊市揚(yáng)塵源清單詳表

在土壤揚(yáng)塵源中，由于達(dá)坂城區(qū)裸露地表面積大，且區(qū)域風(fēng)速顯著大于市區(qū)，因此貢獻(xiàn)的土壤揚(yáng)塵源較多。但考慮到烏魯木齊市全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，而達(dá)坂城區(qū)位于烏魯木齊市東南部即主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，且達(dá)坂城區(qū)與中心市區(qū)距離約為70km，由此估算達(dá)坂城區(qū)約有30%的土壤揚(yáng)塵對市區(qū)可吸入顆粒物濃度做出貢獻(xiàn)。

因此烏魯木齊市區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量濃度做出貢獻(xiàn)的揚(yáng)塵源約排放PM10 94502噸，PM2.5 18823.05噸。

表5 烏魯木齊市揚(yáng)塵源清單實(shí)際貢獻(xiàn)詳表

揚(yáng)塵源PM10中35.49%來自施工揚(yáng)塵，34.75%來自土壤揚(yáng)塵，堆場揚(yáng)塵和道路揚(yáng)塵分別占15.31%和14.44%；PM2.5中施工揚(yáng)塵與堆場揚(yáng)塵源貢獻(xiàn)率較大，分別占36.81%和27.15%，其次是土壤揚(yáng)塵（19.32%）和道路揚(yáng)塵（16.73%）。

結(jié)語

通過對我市揚(yáng)塵來源的分析計(jì)算，可以了解我市各類揚(yáng)塵對PM10和PM2.5貢獻(xiàn)的大小，從而為精準(zhǔn)治污、科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。從各類揚(yáng)塵所占比例可以看出，由于烏魯木齊的氣候環(huán)境及周邊土壤植被覆蓋率低，春秋兩季大風(fēng)天氣會給城區(qū)帶來大量揚(yáng)塵、其次在施工過程的開挖、渣土運(yùn)輸、填埋過程也是揚(yáng)塵污染較為嚴(yán)重的環(huán)節(jié)，因此強(qiáng)化對施工工地?fù)P塵的管控以及增強(qiáng)城市周邊及裸露土壤的植被覆蓋和植樹造林是大幅較少我市揚(yáng)塵污染的重要措施，同時還要加強(qiáng)對道路的濕法作業(yè)保潔，增加灑水頻次，對散狀物料進(jìn)行密閉儲存或有效覆蓋。

參考文獻(xiàn)

[1]方小珍，孫列，畢曉輝.等.寧波城市揚(yáng)塵化學(xué)組成特征及其來源解析[J]環(huán)境污染與防治,2014,36(1):55-59

[2]王燕，彭林 ，李麗娟.等.晉城城市揚(yáng)塵化學(xué)組成特征及來源解析[J]環(huán)境科學(xué),2016,37(1):82-87