大氣顆粒物來源解析步步推進(jìn) 7城市治理靶向漸清晰
環(huán)境保護(hù)部不久前公布了大氣顆粒物來源解析工作的階段性成果,第一階段9個城市大氣污染和灰霾的元兇已被鎖定。這9個城市涉及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快,大氣污染也較為嚴(yán)重的京津冀、長三角、珠三角地區(qū),具有代表性和典型性。為此,記者采訪有關(guān)部門,對其中7個城市的源解析工作情況和研究成果進(jìn)行了細(xì)致了解。
北京
機(jī)動車排放貢獻(xiàn)最大
2012年6月~2014年2月,北京市環(huán)保部門組織北京大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院等單位開展了北京環(huán)境空氣PM2.5污染現(xiàn)狀及成因研究工作。研究人員在全市11個采樣點(diǎn)每月開展5天~9天PM2.5環(huán)境樣品采集,并進(jìn)行52種組分的分析測試,獲得有效數(shù)據(jù)6萬余個,全面分析了PM2.5濃度和相關(guān)成分的時空分布規(guī)律。同時采集分析了機(jī)動車、電廠、鍋(窯)爐、餐飲油煙、揚(yáng)塵等10類污染源的200余組樣品,構(gòu)建完善了本地PM2.5源成分譜。綜合運(yùn)用數(shù)值模型、源排放清單及受體模型等多種方法,對PM2.5的主要來源進(jìn)行解析。
研究結(jié)果顯示,北京市PM2.5中主要成分為有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽、地殼元素、銨鹽、元素碳和其他微量元素。全年P(guān)M2.5來源中,區(qū)域傳輸約占28%~36%,本地污染排放貢獻(xiàn)率為64%~72%。其中機(jī)動車排放占31.1%,燃煤占22.4%。工業(yè)生產(chǎn)占到18.1%,揚(yáng)塵占到14.3%,其他14%來自餐飲、汽修、燒烤、畜禽養(yǎng)殖等。
其中,機(jī)動車排放是本地首要污染來源,其排放的揮發(fā)性有機(jī)物約占全市總量的1/3,氮氧化物約占全市總量的一半以上。它們是促成二氧化硫、氨等各類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二次細(xì)顆粒物的“催化劑”。同時,機(jī)動車還對道路揚(yáng)塵起著攪拌器的作用。
另外,北京市PM2.5組成中的有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽總占比達(dá)70%,是PM2.5濃度升高的主導(dǎo)成分,而上述物質(zhì)主要由揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物、二氧化硫、氨等氣態(tài)前體物二次轉(zhuǎn)化產(chǎn)生,機(jī)動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等是這些氣態(tài)前體物的主要來源。
對策:加強(qiáng)PM2.5氣態(tài)前體物的協(xié)同控制十分必要。由于區(qū)域傳輸約占北京PM2.5貢獻(xiàn)率的28%~36%,推進(jìn)京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會一體化協(xié)同發(fā)展,嚴(yán)格實(shí)施區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控也極為關(guān)鍵。
天津
建設(shè)面積增加導(dǎo)致?lián)P塵污染嚴(yán)重
天津市大氣顆粒物來源解析課題組根據(jù)27個空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站的連續(xù)觀測數(shù)據(jù),深入分析并掌握了天津市大氣顆粒物污染的濃度水平及時空變化規(guī)律;對煤煙塵、城市揚(yáng)塵、機(jī)動車尾氣、土壤風(fēng)沙塵、建筑水泥塵和冶煉塵等進(jìn)行了源樣品的采集,獲得有效數(shù)據(jù)兩萬余個,補(bǔ)充完善了PM2.5和PM10源成分譜;對PM2.5和PM10樣品進(jìn)行了采集與化學(xué)成分分析,共獲得有效數(shù)據(jù)5萬余個;綜合運(yùn)用受體模型、數(shù)值模式、源排放清單等方法,取得PM2.5和PM10源解析研究成果。
現(xiàn)階段,天津市大氣顆粒物污染特征由煤煙型轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲秃蛷?fù)合型并存。從源解析研究結(jié)論看,PM2.5來源中,區(qū)域傳輸占22%~34%,本地排放占66%~78%;在本地污染排放中,揚(yáng)塵、燃煤、機(jī)動車、工業(yè)生產(chǎn)為主要來源,分別占30%、27%、20%、17%,其他排放貢獻(xiàn)率為6%。PM10來源中,區(qū)域傳輸占10%~15%,本地排放占85%~90%,在本地污染排放中,揚(yáng)塵、燃煤、機(jī)動車、工業(yè)生產(chǎn)為主要來源,分別占42%、23%、14%、14%,其他排放貢獻(xiàn)率為7%。
研究結(jié)果表明:揚(yáng)塵是本地PM2.5和PM10污染的首要來源。天津市城市建設(shè)施工面積逐年增加導(dǎo)致道路揚(yáng)塵污染嚴(yán)重。2012年,城市建設(shè)施工面積達(dá)1.8億平方米,是2006年的2.5倍。2013年,天津市大氣降塵量為11.87噸/平方千米/月,是同時期北京、上海等城市的1.5倍以上;燃煤排放是本地PM2.5和PM10污染的主要來源。天津市石化、鋼鐵等工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速,近10年煤炭消費(fèi)總量增長106.5%;機(jī)動車尾氣已成為本地大氣顆粒物污染的重要來源之一。2001年~2012年,機(jī)動車保有量增幅為181%,大型柴油車保有量與過境量日益增加。
對策:根據(jù)這一研究成果,天津市需加快產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級,加大燃煤和工業(yè)大氣污染治理力度,合理控制城市建設(shè)規(guī)模,提高城市清潔水平,嚴(yán)防各類揚(yáng)塵污染,加強(qiáng)對柴油車的控制,全面實(shí)施精細(xì)化管理。
[Page]石家莊
煤煙型污染是大氣污染元兇
河北省石家莊市空氣污染嚴(yán)重,2013年,重污染及以上天數(shù)占比達(dá)到41.1%,PM2.5和PM10均為主要污染物。PM2.5來源中,本地排放占70%~77%,區(qū)域傳輸占23%~30%;在本地污染排放中,燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚(yáng)塵、機(jī)動車和生物質(zhì)燃燒等其他排放分別占28.5%、25.2%、22.5%、15.0%和8.8%。石家莊市周邊區(qū)縣與市區(qū)各監(jiān)測站點(diǎn)PM2.5濃度的時間變化規(guī)律總體同步,且PM2.5濃度比市區(qū)高10%~20%;PM10來源中, 本地排放占85%~90%,區(qū)域傳輸占10%~15%,在本地污染排放中,揚(yáng)塵、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動車和生物質(zhì)燃燒等其他排放分別占37.5%、25.0%、20.5%、12.5%和4.5%。
研究結(jié)果表明:燃煤排放是石家莊PM2.5的首要來源,煤炭消費(fèi)量大、燃煤結(jié)構(gòu)不合理是煤煙型污染嚴(yán)重的主要原因;揚(yáng)塵是本地PM10的首要污染來源,各類建筑施工工地、道路積灰、機(jī)動車揚(yáng)塵,尤其是城中村大面積拆遷等是揚(yáng)塵的主要來源;工業(yè)排放也是本地顆粒物的主要污染來源,制藥、冶金、石化、建材等是大氣顆粒物主要排放行業(yè)。
對策:根據(jù)上述研究成果,石家莊市在大氣污染防治中需要堅(jiān)持PM2.5與PM10防治并重,大力優(yōu)化燃煤結(jié)構(gòu),促進(jìn)煤炭消費(fèi)向燃燒效率高、治污水平先進(jìn)的電力行業(yè)集中;嚴(yán)格控制中低工業(yè)面源排放,解決城中村及城市周邊民用燃煤污染問題;建立完善揚(yáng)塵污染管理工作機(jī)制,提升城市環(huán)境管理和綜合整治水平,有效控制揚(yáng)塵污染。
南京
燃煤貢獻(xiàn)率為27.4%
2013年,江蘇省南京市空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為202天,優(yōu)良率為55.3%??諝馕廴咎鞌?shù)為163天,其中,首要污染物為PM2.5的天數(shù)累計達(dá)133天,占污染總天數(shù)的81.2%。PM2.5年均質(zhì)量濃度為77微克/立方米,超出國家空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)1.2倍。
源解析研究結(jié)果顯示:南京市PM2.5來源中,工業(yè)累計貢獻(xiàn)率(含燃煤和工業(yè)生產(chǎn))為46.4%(其中,燃煤貢獻(xiàn)率為27.4%、工業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率為19.0%),機(jī)動車尾氣貢獻(xiàn)率為24.6%,揚(yáng)塵貢獻(xiàn)率為14.1%,其他污染源貢獻(xiàn)率為14.9%。因此,本地污染源貢獻(xiàn)排序依次為燃煤、機(jī)動車、工業(yè)生產(chǎn)、揚(yáng)塵及其他。另外,根據(jù)空氣質(zhì)量數(shù)值模型( WRF-Chem)模擬計算結(jié)果,區(qū)域傳輸對南京貢獻(xiàn)率范圍在19.6%~37.9%之間,平均貢獻(xiàn)率為28.5%。
對策:根據(jù)研究成果,南京市將進(jìn)一步大力實(shí)施能源消費(fèi)總量控制;優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局;重點(diǎn)加強(qiáng)工業(yè)污染防治;嚴(yán)抓機(jī)動車污染防治;強(qiáng)化揚(yáng)塵污染防控和整治;加強(qiáng)餐飲服務(wù)業(yè)污染防治;抓好秸稈焚燒污染防治;落實(shí)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。
[Page]上海
移動源為首要污染源
上海市源解析工作依托2006年起開展的PM2.5自動監(jiān)測和2009年啟動的PM2.5化學(xué)組分手工采樣觀測的數(shù)據(jù),以及PM2.5來源研究已取得的成果。在此基礎(chǔ)上,做了以下幾方面工作:一是根據(jù)全市10個國家空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù),掌握PM2.5濃度水平和時空變化規(guī)律;二是2012年~2013年開展4個季節(jié)的PM2.5源解析工作,從全市6個PM2.5組分長期采樣點(diǎn)獲得有效數(shù)據(jù)5萬余個,全面分析PM2.5化學(xué)組分特征及時空變化規(guī)律;三是開展燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、機(jī)動車、船舶、揚(yáng)塵和餐飲等污染源的源譜測試工作,構(gòu)建本地PM2.5排放源成分譜;四是綜合運(yùn)用數(shù)值模型、源排放清單及受體模型等多種方法,對PM2.5的主要來源進(jìn)行解析。
研究結(jié)果顯示,上海市PM2.5主要化學(xué)組分為有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽、地殼元素、銨鹽、元素碳和其他離子,分別占總質(zhì)量的21%、18%、17%、16%、14%、4%和5%。上海市PM2.5以二次生成為主,硫酸鹽和有機(jī)氣溶膠對能見度影響較大。上海市全年P(guān)M2.5來源中,區(qū)域傳輸約為16%~36%,重污染期間易出現(xiàn)本地累積和區(qū)域輸送的疊加現(xiàn)象,區(qū)域傳輸占比最高可達(dá)50%以上;本地排放約為64%~84%,在本地污染排放中,移動源(包括機(jī)動車、船舶、飛機(jī)、非道路移動機(jī)械等燃油排放),工業(yè)生產(chǎn)(包括非燃煤類的工業(yè)鍋爐和爐窯、以煤為原料的工業(yè)生產(chǎn)過程以及石油、化工、設(shè)備制造、表面噴涂、包裝印刷等工業(yè)生產(chǎn)過程排放),燃煤(包括以煤為燃料的電廠、集中供熱、工業(yè)鍋爐和爐窯等排放)和揚(yáng)塵(包括裸露表面、建筑施工、道路揚(yáng)塵、土壤風(fēng)沙等排放的顆粒物)為主要來源,分別占29.2%、28.9%、13.5%、13.4%,農(nóng)業(yè)及生物質(zhì)燃燒、民用生活面源及自然源等其他源類占15%。
與京津冀地區(qū)源解析結(jié)果相比,上海的燃煤貢獻(xiàn)率較低、工業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率相對較高,這與上海市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及燃煤主要集中在發(fā)電行業(yè)有關(guān)。與2012年源解析研究結(jié)果相比,本輪解析結(jié)果中區(qū)域影響有所上升,與2013年細(xì)顆粒物污染嚴(yán)重、區(qū)域輸送影響較大有關(guān),說明在充分做好本市大氣污染防治工作的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控和重污染預(yù)警聯(lián)動對于本地區(qū)空氣質(zhì)量的同步改善也將發(fā)揮積極的作用;電廠、工業(yè)鍋爐與爐窯以及車船等移動源的貢獻(xiàn)有所下降,反映出近年來清潔能源替代和黃標(biāo)車淘汰等措施初見成效;而工業(yè)源、民用生活面源、農(nóng)業(yè)及生物質(zhì)燃燒等比例略有上升,說明相關(guān)控制措施尚需進(jìn)一步加強(qiáng)。
對策:上海市計劃全面建立顆粒物化學(xué)組分觀測網(wǎng),開展典型污染源源成分譜的監(jiān)測,逐步完善本市大氣污染物排放清單,依托超級站網(wǎng)嘗試建立快速在線源解析方法,持續(xù)推進(jìn)本市PM2.5源解析工作,為大氣污染防治提供更有力的科學(xué)支撐。
廣州
工業(yè)源是最大來源
廣東省廣州市根據(jù)全市10個空氣質(zhì)量國控監(jiān)測點(diǎn)的連續(xù)觀測數(shù)據(jù),深入分析并掌握了全市環(huán)境空氣PM2.5濃度水平和時空變化規(guī)律。同時,選定6個環(huán)境空氣觀測點(diǎn),其中3個觀測點(diǎn)用于PM2.5來源解析的評估,另外3個點(diǎn)用于解析結(jié)果的驗(yàn)證。自2013年6月~2014年6月,6個采樣點(diǎn)以每5天采集1組膜樣品的頻次,進(jìn)行了為期1年的系統(tǒng)采樣。在典型月份,每天采集1組膜樣品進(jìn)行加密觀測,獲得了10萬多個PM2.5化學(xué)組分有效監(jiān)測數(shù)據(jù),掌握了廣州市PM2.5化學(xué)組分特征及時空變化規(guī)律。采用正交矩陣因子分析(PMF)受體模型,并應(yīng)用有機(jī)標(biāo)識物以強(qiáng)化來源識別準(zhǔn)確性,對廣州市環(huán)境空氣PM2.5來源進(jìn)行了科學(xué)解析。
源解析的結(jié)果顯示,廣州市環(huán)境空氣的首要污染物是PM2.5。2013年廣州市PM2.5年均濃度為53微克/立方米,超出國家空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)51.4%,10個空氣質(zhì)量自動監(jiān)測國控點(diǎn)的PM2.5年均濃度均超標(biāo)。從源解析的結(jié)果看,廣州市PM2.5來源中占比最大的是工業(yè)源,占比為32.1%(其中燃煤源占20.6%,工業(yè)工藝源占11.5%);其次是機(jī)動車尾氣源,占比為21.7%;揚(yáng)塵源占比為10.4%;生活面源、生物質(zhì)燃燒源和農(nóng)業(yè)面源的占比基本相當(dāng),分別為8.6%、8.2%和7.8%。
深圳
機(jī)動車污染占來源四成多
廣東省深圳市人居委的研究團(tuán)隊(duì)在全市5個具有代表性的觀測點(diǎn)位開展為期1年的PM2.5采樣和化學(xué)組分分析。研究結(jié)果顯示,機(jī)動車尾氣是深圳空氣首要污染源,占比為41%;其次為工業(yè)VOC轉(zhuǎn)化及其他工業(yè)過程、揚(yáng)塵、遠(yuǎn)洋船、電廠、海洋和生物質(zhì)燃燒,分別占15%、12%、11%、8%、5%、3%。其中,機(jī)動車在西部地區(qū)的貢獻(xiàn)水平是東部的2.8倍,機(jī)動車、工業(yè)VOC轉(zhuǎn)化和生物質(zhì)燃燒在冬季重污染天氣中的影響最大。
深圳是全國機(jī)動車密度最大的城市,機(jī)動車污染問題突出,機(jī)動車對PM2.5的貢獻(xiàn)率為41%。從排放分擔(dān)率來看,道路移動源也是深圳市最大的一氧化碳和氮氧化物排放源,分擔(dān)率分別為85.8%和60.3%;同時也是第二大的PM10和揮發(fā)性有機(jī)物排放源,分擔(dān)率分別為9.2%和18.1%。
揚(yáng)塵源是深圳市主要的PM10和 PM2.5排放源,排放量占比分別為75.6%和35.1%。揚(yáng)塵占比高的原因,一方面是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、舊城改造和新區(qū)開發(fā)提速,施工工地較多,抑塵設(shè)施未能落實(shí)到位;另一方面是道路建設(shè)和機(jī)動車保有量增加使得道路揚(yáng)塵增加。
非道路移動源是深圳市最大的二氧化硫和第二大氮氧化物排放源,分擔(dān)率分別為64.3%和21.7%;同時也是PM10和 PM2.5的重要排放源,分擔(dān)率分別為3.1%和8.0%;其中,船舶和港作設(shè)備在非道路移動源排放中占90%以上。
權(quán)威說法
源解析不是目的而是手段
對于這7個城市源解析結(jié)果如何正確理解,環(huán)境保護(hù)部監(jiān)測司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示,源解析不是目的,而是科學(xué)治理大氣污染的一種手段。消除灰霾的關(guān)鍵還在于強(qiáng)化監(jiān)管執(zhí)法,加強(qiáng)污染治理。
2014年是大氣污染物源解析工作業(yè)務(wù)化開展的起步年,許多工作仍處于探索階段。目前大氣污染物源解析技術(shù)體系尚未建立,排放清單編制等基礎(chǔ)性工作還比較薄弱,專業(yè)人才相對匱乏,因此第一階段的源解析研究結(jié)果相對比較粗。
下一步,環(huán)境保護(hù)部將借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合我國自身實(shí)際,考慮組建國家大氣顆粒物化學(xué)組分分析網(wǎng),每年開展重點(diǎn)城市顆粒物濾膜采樣及組分分析;加強(qiáng)基礎(chǔ)工作,保障經(jīng)費(fèi)投入,建立國家層面大氣污染物源譜庫、受體譜庫、源排放清單共享平臺和動態(tài)更新機(jī)制,組織重點(diǎn)城市建立本地化的源成分譜庫和排放清單;逐步完善顆粒物源解析方法體系,并探索VOCs、臭氧等氣態(tài)污染物源解析研究方法體系;在上述工作基礎(chǔ)上,推動全國35個重點(diǎn)城市源解析工作業(yè)務(wù)化,定期評估大氣污染防治措施的實(shí)施效果,為重點(diǎn)地區(qū)和城市的空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)警及大氣污染防治工作提供科學(xué)依據(jù)。
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