嘉興市秀洲區(qū)大氣污染物排放特征及治理實(shí)踐

胡 俊，姚冬偉，戎 宇，侯保兵

(1.嘉興市秀洲生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江 嘉興 314031；2.中環(huán)清科(嘉興)環(huán)境技術(shù)研究院有限公司，浙江 嘉興 314031)

1 引言

2017年，嘉興市秀洲區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良率為72.6%，同比降低了1.7%，其中優(yōu)級(jí)天數(shù)為 65 d，良級(jí)天數(shù)為200 d，秀洲區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量未達(dá)到國家二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。全年細(xì)顆粒物(PM2.5)、臭氧(O3)可吸入顆粒物(PM10)和二氧化氮(NO2)日均值均出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率分別為9.3%、18.9%、2.5%和1.6%，臭氧(O3)首要污染物。細(xì)顆粒物(PM2.5)年均濃度為42 μg/m3，同比降低4.5%。為深入推進(jìn)大氣環(huán)境質(zhì)量治理和推進(jìn)空氣質(zhì)量改善，為制定相關(guān)大氣污染防治對(duì)策及應(yīng)急管控措施提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，根據(jù)《大氣顆粒物來源技術(shù)解析技術(shù)指南(試行)》(環(huán)發(fā)2013]92號(hào))等文件[1～9]要求，對(duì)2018年秀洲區(qū)污染源排放特征進(jìn)行調(diào)研分析并綜合研判，采取切實(shí)有效措施實(shí)施秀洲區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量改善。

2 秀洲區(qū)主要大氣污染物排放量及來源分析

據(jù)調(diào)研，2018年秀洲區(qū)SO2、NOX、CO、VOCs、NH3、TSP、PM10、PM2.5、炭黑(簡稱BC，下同)以及OC(簡稱OC，下同)的排放總量分別為4205.60、8961.47、13670.73、7361.28、1078.21、6375.64、3496.18、2076.79、139.73和119.36 t。其中，VOCs的主要貢獻(xiàn)源是溶劑使用源和工藝過程源，化石燃料固定燃燒源是全區(qū)SO2排放的第一貢獻(xiàn)源，也是NOX、CO的最大排放貢獻(xiàn)源。移動(dòng)源對(duì)NOX、CO、BC排放貢獻(xiàn)顯著。由于2016～2018年來全市對(duì)電廠末端治理要求越來越高，大力推行電廠超低排放改造，電廠顆粒物排放得到了有效控制，其次2018年前全面完成了10蒸t以下燃煤鍋爐的淘汰工作且正在全面開展35蒸t以下燃煤鍋爐淘汰工作，綜上使得化石燃料固定燃燒源不再是顆粒物的主要貢獻(xiàn)源，而揚(yáng)塵源成為顆粒物最大貢獻(xiàn)源；此外，農(nóng)業(yè)源、廢棄物處理源是NH3的兩大貢獻(xiàn)源?；剂瞎潭ㄈ紵碨O2、NOX和顆粒物均主要來自電力供熱，分擔(dān)率分別達(dá)66.21%、78.88%和70.70%，雖然電廠大多完成了超低排放改造，但是其燃煤基數(shù)大，致使SO2、NOX和顆粒物貢獻(xiàn)率仍較高，需加快電廠能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整。工藝過程源VOCs、TSP排放量1307.56、456.35 t，石化與化工與輕紡VOCs貢獻(xiàn)率超50%，建材TSP貢獻(xiàn)率超90%。其他工業(yè)中VOCs約有40%來自輕紡，其余大部分VOCs來自化工與化纖，建材中TSP約有17%來自平板玻璃。移動(dòng)源作為VOCs第三大貢獻(xiàn)源，污染物主要來自道路移動(dòng)源。道路移動(dòng)源中，汽油車CO、VOCs和NH3排放貢獻(xiàn)顯著，柴油車SO2、NOX和顆粒物排放貢獻(xiàn)顯著。汽油車中，污染物主要來自小型客車和摩托車，其中小型客車VOCs貢獻(xiàn)率高達(dá)52.06%；不同排放標(biāo)準(zhǔn)汽油車中，國Ⅴ前的汽油車污染物排放貢獻(xiàn)都較大。柴油車中，污染物主要來自輕型、重型貨車。從排放標(biāo)準(zhǔn)來看，國Ⅲ柴油車VOCs、TSP、PM10、PM2.5、BC、OC排放貢獻(xiàn)顯著，其次是國Ⅴ車，再次是國Ⅳ車；國Ⅱ以前柴油車的貢獻(xiàn)很小，這主要是由于嘉興市持續(xù)推進(jìn)的黃標(biāo)車及老舊車輛淘汰工作成效顯著；國Ⅴ柴油車NH3貢獻(xiàn)率較高，這是由于國Ⅴ柴油車輛增設(shè)尿素尾氣處理系統(tǒng)，還原NOX為NH3，導(dǎo)致NH3增加。貨運(yùn)船舶污染物排放是非道路移動(dòng)源各類污染物排放的最大貢獻(xiàn)者。溶劑使用源是兩大主要VOCs貢獻(xiàn)源之一，VOCs主要來自表面涂層，貢獻(xiàn)率52.01%，工業(yè)部分涂裝是表面涂層的主要貢獻(xiàn)。揚(yáng)塵源是顆粒物TSP、PM10、PM2.5排放的重要來源之一，尤其是工地?fù)P塵和道路揚(yáng)塵貢獻(xiàn)較大。農(nóng)業(yè)源NH3排放主要來自畜禽養(yǎng)殖和氮肥施用，貢獻(xiàn)率分別為33%和55.49%。氮肥施用是農(nóng)業(yè)源NH3排放的最大貢獻(xiàn)源，其中尿素使用是最大貢獻(xiàn)源，貢獻(xiàn)率達(dá)71.27%。畜禽養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)源NH3排放的第二大貢獻(xiàn)源，其中奶牛、綿羊、山羊和肉雞的養(yǎng)殖是畜禽養(yǎng)殖NH3排放的前四大貢獻(xiàn)源，貢獻(xiàn)率達(dá)77.26%，此外由于近幾年生豬減量工作的開展，肉豬出欄量僅6971只。廢棄物處理源的VOCs排放中廢水處理貢獻(xiàn)率最大，貢獻(xiàn)率達(dá)100%；NH3排放中煙氣脫硝的貢獻(xiàn)率最大，貢獻(xiàn)率達(dá)71.29%。各類污染物排放量詳見表1。

表1 2018 年秀洲區(qū)各類污染物排放量 t/年

3 秀洲區(qū)大氣污染物的區(qū)域特征

根據(jù)源清單調(diào)查的秀洲區(qū)2018年各類污染物排放量，結(jié)合秀洲區(qū)地理信息資料，對(duì)各類污染物進(jìn)行區(qū)域空間分配，運(yùn)用GIS軟件模擬得到污染物空間分布情況。污染物排放的集中區(qū)域基本都是城市中心區(qū)域和工業(yè)集中區(qū)。從污染物來看，SO2排放的高值區(qū)以王江涇鎮(zhèn)南部、王店鎮(zhèn)西南部和高新區(qū)和王江涇鎮(zhèn)結(jié)合處的點(diǎn)狀和塊狀區(qū)域(圖1)，主要為各鎮(zhèn)(高新區(qū))工業(yè)燃燒排放，這是由于SO2排放以工業(yè)燃燒為主，主要集中在電廠及其他工業(yè)區(qū)。NOX排放的高值區(qū)以王江涇鎮(zhèn)南和油車港東部、王店鎮(zhèn)西南部、洪合鎮(zhèn)和高新區(qū)交界處的塊狀分布區(qū)域，點(diǎn)狀分布為輔(圖2)；各鎮(zhèn)(高新區(qū))工業(yè)園區(qū)以及工業(yè)集聚點(diǎn)是排放高值的集中分布區(qū)域，這些區(qū)域不僅工業(yè)較發(fā)達(dá)，而且路網(wǎng)稠密、車流量大，是工業(yè)部分和移動(dòng)源NOX的集中排放區(qū)域；NOX排放空間分布區(qū)域更為廣泛且排放量更大，主要是因?yàn)楣I(yè)部分和移動(dòng)源NOX排放量都比SO2大很多。 VOCs排放的高值區(qū)主要呈點(diǎn)狀分布，與NOX分布有相似特征，王江涇鎮(zhèn)貢獻(xiàn)最大，其他如高新區(qū)以及王店鎮(zhèn)工業(yè)集聚區(qū)都有較大也有較大貢獻(xiàn)(圖3)，主要由工業(yè)企業(yè)所在位置工藝過程排放造成。PM10排放以塊狀分布為主，點(diǎn)狀和塊狀分布為輔；因?yàn)?PM10主要來自工業(yè)企業(yè)排放和城市施工工地以及道路揚(yáng)塵排放，因此在工業(yè)區(qū)和城市中心區(qū)域有明顯的排放高值區(qū)，塊狀區(qū)域主要集中于高新區(qū)和洪合鎮(zhèn)(圖4)，PM2.5排放的空間分布特征與 PM10基本一致(圖5)，但排放量略小。

表2 2018 年秀洲區(qū)各鎮(zhèn)(高新區(qū))污染物排放量 t/年

4 大氣治理方面采取的實(shí)踐措施

根據(jù)2018年調(diào)研結(jié)果，秀洲區(qū)在環(huán)境大氣治理方面分析和采取了以下措施。

(1)針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物，秀洲區(qū)工業(yè)VOCs排放主要源自印刷印染、表面涂層、石化與化工、化纖等行業(yè)。作為本地特色產(chǎn)業(yè)之一，印染行業(yè)末端處理設(shè)施效率普遍較低，染料消耗大，VOCs排放幾乎涉及了所有排放環(huán)節(jié)。成品定型階段是印染行業(yè)排放量最大的加工環(huán)節(jié)，其排放來源于使用高溫定型機(jī)導(dǎo)致的溶劑揮發(fā)。2018年以來，各相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)車間增加廢氣回收和處理處置的設(shè)施，做好廢氣治理設(shè)施提升改造工作。此外，對(duì)于一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的小型注塑和印刷廠應(yīng)予整合，大力推進(jìn)低(無)VOCs含量原輔材料替代工作。對(duì)于整個(gè)秀洲區(qū)而言，全面推進(jìn)VOCs排放企業(yè)錯(cuò)峰生產(chǎn)，加強(qiáng)源頭治理，把污染防治工作落到實(shí)處。

(2)針對(duì)氮氧化物，持續(xù)開展35蒸t/h以下燃煤鍋爐淘汰工作，新建燃?xì)忮仩t數(shù)量大幅提升，燃?xì)忮仩tNOx排放量也有提升趨勢(shì)，為此更需及時(shí)開展燃?xì)忮仩t低氮改造工作，降低燃?xì)忮仩tNOx排放量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)清潔化。機(jī)動(dòng)車是城市NOx的重要貢獻(xiàn)源之一，在現(xiàn)有工作上繼續(xù)推進(jìn)老舊車淘汰工作，加強(qiáng)高污染車輛監(jiān)管，設(shè)立禁止使用高排放機(jī)動(dòng)車區(qū)域；進(jìn)一步完善公共交通建設(shè)，倡導(dǎo)綠色出行。嚴(yán)密監(jiān)控非道路移動(dòng)機(jī)械，提高非道路移動(dòng)機(jī)械管理水平，摸清非道路移動(dòng)機(jī)械底數(shù)，包括保有量、使用頻率、燃油消耗量和油品質(zhì)量現(xiàn)狀等，強(qiáng)化禁止使用高排放非道路移動(dòng)機(jī)械區(qū)域管理，定期開展非道路移動(dòng)機(jī)械抽查，基本消除冒黑煙現(xiàn)象。

圖1 SO2區(qū)域分布

圖2 NOX區(qū)域分布

圖3 VOCs區(qū)域分布

圖4 PM10區(qū)域分布

圖5 PM2.5區(qū)域分布

(3)針對(duì)次要污染物，PM2.5的第一排放源是化石燃料燃燒源，貢獻(xiàn)率62.12%，其次是工藝過程源，貢獻(xiàn)率13.92%，揚(yáng)塵源貢獻(xiàn)率9.84%，移動(dòng)源貢獻(xiàn)率8.64%，生物質(zhì)燃燒源和餐飲源貢獻(xiàn)率分別為5.20%和0.29%。PM10排放以塊狀分布為主，點(diǎn)狀和塊狀分布為輔。因?yàn)?PM10主要來自工業(yè)企業(yè)排放和城市施工工地以及道路揚(yáng)塵排放，因此在工業(yè)區(qū)和城市中心區(qū)域有明顯的排放高值區(qū)，較深區(qū)域的塊狀分布明顯，塊狀區(qū)域主要集中于高新區(qū)和洪合鎮(zhèn)。

5 結(jié)語

2020年嘉興市區(qū)空氣細(xì)顆粒物(PM2.5)年均濃度為28 μg/m3，同比降低20.0%，連續(xù)兩年達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；臭氧(O3)統(tǒng)計(jì)濃度為160 μg/m3，同比下降5.3%，首次達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。全年臭氧(O3)、細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)和二氧化氮(NO2)等日均值均出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率分別為9.8%、3.0%、0.3%和0.3%，臭氧(O3)為嘉興市區(qū)環(huán)境空氣首要污染物。2020年嘉興市區(qū)優(yōu)級(jí)天數(shù)114 d，良級(jí)天數(shù)205 d，優(yōu)良天數(shù)累計(jì)319 d，全年占比87.2%，與措施實(shí)施之前相比增加14.6%， 說明秀洲區(qū)空氣環(huán)境質(zhì)量控制措施起到了應(yīng)有的效果，在區(qū)域大氣環(huán)境治理方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，具有較好的借鑒和參考意義。