林云,李美玲,宋黨育

（1.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,河南焦作454003；2.溫縣人民政府,河南焦作454000）

2012年冬以來,河南省焦作市難覓陽光明媚、空氣清新的晴好天氣,取而代之的是持續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣,特別是早晚時分,大霧彌漫,能見度很低,空氣中充斥著灰塵與泥土的味道,呼吸受到嚴重影響.隨著經(jīng)濟的發(fā)展,能源消耗量的不斷增加,大量污染物的集中排放,在不利于擴散的氣象條件下,多種污染物發(fā)生復(fù)雜的相互作用,形成大氣復(fù)合污染和霾現(xiàn)象,導(dǎo)致大氣能見度下降.霧對能見度的直接影響顯而易見,此外霧對大氣顆粒物的物理化學(xué)特征也有著重要的影響,不僅導(dǎo)致大氣顆粒物及其中水溶性成分濃度的增加,而且還會促進二次有機化合物和超細顆粒物的生成[1-2],從而間接降低了大氣能見度.研究表明,除了霧,霾是造成大氣能見度下降的另一主要因素[3-5].霧霾天氣不僅給居民的出行造成了不便,更重要的是長期在霧霾天氣下生活,人們的身體健康會受到影響.調(diào)查發(fā)現(xiàn),受霧霾天氣的影響,焦作市各大醫(yī)院收治的呼吸系統(tǒng)疾病的患者明顯增加.氣象專家的調(diào)查和醫(yī)學(xué)專家的臨床實踐證明,由各種原因造成的霧霾天氣對人體健康形成的傷害遠遠比沙塵暴的危害大得多.研究結(jié)果顯示,深入到細支氣管和肺泡的超細顆粒物可迅速被吸收,且不經(jīng)過肝臟解毒便進入血液循環(huán)進而分布到全身.這會加重呼吸系統(tǒng)疾病,更嚴重的是會引起充血性心臟哀竭、冠狀動脈硬化或肺動脈高壓等心臟疾病.長期處于這種環(huán)境還會誘發(fā)肺癌.除此之外,灰霾天氣還導(dǎo)致近地層紫外線輻射減弱,易使空氣中傳染性病菌活性增強,導(dǎo)致傳染病增多[6].

因此,及時了解霧霾天氣形成原因及影響因素,在此基礎(chǔ)上提出防治對策及建議,從而降低霧霾天氣發(fā)生頻率,減少和降低霧霾天氣帶來的不利影響,是當(dāng)前經(jīng)濟社會生態(tài)文明建設(shè),建立美麗焦作的迫切需要.

1 研究區(qū)概況

焦作地處中緯度地帶,屬大陸季風(fēng)型溫暖帶半干旱性氣候,四季分明.據(jù)焦作氣象站1952-2001年氣象觀測資料,多年平均降水量為600.09 mm,最大年降水量1 101.7 mm（1955年）,最小年降水量260.3 mm（1981年）.降水年內(nèi)分配不均,多集中在6-9月份,占年降水量的75%左右,而12、1、2三個月份降水量不到5%.年蒸發(fā)量為年降水量的3倍,多年平均蒸發(fā)量為1 774.2 mm,其中以5-7月最為強烈,占全年年蒸發(fā)量的40%左右.多年平均氣溫13.4℃,相對濕度70%.最低氣溫出現(xiàn)在1月份,平均氣溫-2.1℃,最高氣溫出現(xiàn)在6月份,月平均氣溫27.0℃.

2 焦作市空氣質(zhì)量特征

焦作市是由煤炭工業(yè)發(fā)展起來的老工業(yè)基地,在建國后幾十年里,工業(yè)一直以煤炭、化工、陶瓷、橡膠、建材為主,能源構(gòu)成中煤炭占90%以上,加之城市工業(yè)布局又不盡合理,許多重污染部門都分布在市區(qū)及近郊,而郊外的水泥廠、火電廠、化工廠等又多處于城市盛行風(fēng)向的上風(fēng)向,這種工業(yè)布局不僅不利于大氣污染物的自然稀釋、擴散和凈化,反而加重了城市的大氣污染程度.近年來,隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的升級與轉(zhuǎn)型,大氣污染程度有所減輕[7].焦作市2005-2012年環(huán)境空氣平均綜合污染指數(shù)變化趨勢見圖1,2009-2012年每月天氣狀況優(yōu)良天數(shù)見圖2.

由圖1可知,自2005年來,焦作市城市環(huán)境空氣平均綜合污染指數(shù)呈下降趨勢,空氣質(zhì)量定性評價級別由輕污染變?yōu)榱?表明環(huán)境空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn).空氣中首要污染物由SO2變?yōu)榭晌腩w粒物,2008年焦作市環(huán)境空氣中SO2年均值0.07 mg/m3,NO2為0.035 mg/m3,可吸入顆粒物年均值為0.096 mg/m3.2010年焦作市環(huán)境空氣中SO2年均值0.064 mg/m3,NO2為0.031 mg/m3,可吸入顆粒物年均值為0.100 mg/m3.

由圖2可知,2009-2012年每月天氣狀況為良好及優(yōu)的總天數(shù)有所下降,表明從2009年至2012年焦作市總體天氣狀況呈惡化趨勢.同時研究發(fā)現(xiàn),焦作市空氣質(zhì)量變化呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性,春夏季空氣質(zhì)量較好,秋冬季質(zhì)量較差（見圖2、圖3）.

3 霧霾天氣的成因及影響因素

霧霾天氣的形成是多種因素共同作用的結(jié)果.一方面與懸浮細顆粒物和氣態(tài)污染物的增加有關(guān)[8]；另一方面人類活動所導(dǎo)致的下墊面的改變和氣象條件對霧霾天氣的形成也有重要影響[9].

3.1 污染物的排放

一直以來,焦作市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費品種都以煤炭和電力為主.雖然焦作市節(jié)能降耗、綜合利用已取得一定成效,但是由于方方面面的原因,節(jié)能降耗、綜合利用的深度和廣度與先進地區(qū)相比,還存在相當(dāng)大的差距和一些不容忽視的問題.重點耗能企業(yè)增多,耗能水平上升.焦作近幾年產(chǎn)值大幅度增長主要是靠化工、有色金屬冶煉業(yè)等少數(shù)重點行業(yè)、少數(shù)重點企業(yè)帶來的,對拉動焦作經(jīng)濟發(fā)展起著不可替代的作用.但另一方面,這些高能耗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,也增大了能源的消耗量.隨著國家節(jié)能減排政策的出臺,高能耗問題有了一定程度的改善,但是部分大企業(yè)暫時停產(chǎn)或減產(chǎn)致使能耗總量暫時性下降,不會給地區(qū)帶來長期效益,一旦這些企業(yè)改造結(jié)束,開足馬力生產(chǎn),能耗總量將會大幅度上升.正是這些因素導(dǎo)致了焦作市空氣質(zhì)量較差,霧霾天氣居多.

焦作市空氣污染指數(shù)與各污染物變化曲線見圖4,天氣狀況為優(yōu)良天數(shù)的季節(jié)變化見圖5.

由圖4可知,一年中冬季的天氣狀況最差,這主要由于冬季為采暖季,大量化石燃料的燃燒,增加了大氣中總懸浮顆粒物含量,同時SO2、NO2等污染物濃度也有所提高,致使空氣污染指數(shù)增大,霧霾天氣增多.由圖5可知,天氣狀況為“優(yōu)”及“良好”的天數(shù)呈逐年遞增趨勢,這是因為從2009年以來,隨著城市供暖方式的改變,燃煤鍋爐的清理,污染物的排放量有所較減少,從而使冬季空氣污染狀況得到改善.

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,機動車越來越多,從2000年到2010年,焦作市機動車數(shù)量持續(xù)快速增加,機動車尾氣逐漸成為大氣污染新的制造者.雖然目前機動車尾氣在大氣污染物總量中所占的比重并不特別大,但機動車尾氣會增加大氣的氧化性,形成更多二次氣溶膠,導(dǎo)致更多霧霾天氣發(fā)生.

3.2 下墊面的改變

近年來,隨著人口的增加和城市建設(shè)迅速發(fā)展,高層大樓越來越多,建筑物密度也隨之增加,下墊面的阻擋和摩擦作用使區(qū)域風(fēng)明顯減弱,水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多,污染物難于擴散和稀釋,更加劇了霧霾發(fā)生頻率和強度.

3.3 氣象條件

霧霾是局地特征十分明顯的現(xiàn)象,其形成是由多種天氣條件和環(huán)境因素決定的.天氣系統(tǒng)中的氣溫、相對濕度、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度等諸多條件都會對霧霾形成產(chǎn)生影響.研究發(fā)現(xiàn),霧霾天氣的出現(xiàn)呈明顯的季節(jié)性,這除了與化石燃料燃燒排放的污染物有關(guān)外,還與氣象條件有關(guān).

冬季為主要的采暖季,采暖季人們?nèi)∨妥鲲埲紵罅炕剂?加之冬季氣溫低、氣壓高、降水稀少、氣候干燥、風(fēng)速較小、日照時數(shù)少、大氣層結(jié)穩(wěn)定、大氣逆溫出現(xiàn)頻率和強度較高,大氣污染物不易稀釋和沉降,容易形成霧霾天氣[8].相反,一年中夏季霧霾天氣日數(shù)較少,這是因為炎熱季人們較少使用化石燃料,加之夏季氣溫高,太陽輻射強烈,空氣對流旺盛,大氣層結(jié)不穩(wěn)定,大氣污染物容易擴散,同時大量降水沉降和稀釋作用,大氣中氣溶膠粒子大量減少,不易形成霧霾天氣.

4 對策及建議

4.1 開展大氣霧霾預(yù)報,提高預(yù)警能力

依靠科技支撐,建立大氣霧霾預(yù)報系統(tǒng),積極開展監(jiān)測,形成風(fēng)險信息研判,利用媒體像播報天氣預(yù)報一樣適時向公眾發(fā)布.引導(dǎo)公眾采用多種方式進行防范,盡量減少霧霾天氣對人們生活的影響.同時開展相關(guān)研究,摸清霧霾天氣形成的規(guī)律,明確排放清單和控制對策,有針對性地指導(dǎo)基層單位做好防范工作.

4.2 科學(xué)規(guī)劃城市布局,避免“攤大餅”式的規(guī)模擴張

在城市規(guī)劃中,要依據(jù)焦作自然地理環(huán)境,充分考慮大氣擴散條件,預(yù)留空氣通道.特別要注意研究城區(qū)上升氣流到郊區(qū)下沉距離,將污染嚴重的工業(yè)企業(yè)布局在下沉距離之外,避免這些工廠排出污染物從近地面流向城區(qū).

4.3 加大對機動車污染治理,倡導(dǎo)綠色出行

4.3.1 堅持優(yōu)先發(fā)展公交 目前焦作市大部分公交車量已更新為清潔能源車輛,但仍有少數(shù)公交車依舊為柴油車.因此要加快公交車更新?lián)Q代步伐,淘汰“冒黑煙”的柴油車,使用天然氣、液化氣等清潔能源的新型公交車輛.同時,進一步優(yōu)化公交線路,解決塔南路以東沒有直達新城區(qū)公交線路的問題,更方便市民出行.

4.3.2 鼓勵市民私家轎車油改氣 近年焦作市私家車呈幾何數(shù)增長,而非清潔油品的機動車尾氣排放是形成霧霾的主要因素之一,因此要采取多種方式加大對加氣站的投入,在市區(qū)形成方便快捷的加氣站網(wǎng)絡(luò),引導(dǎo)私家車使用天然氣、液化氣等清潔能源,降低煙塵的排放量,減輕空氣污染程度.

4.3.3 著力舊城改造,打通斷頭路、丁字路 靠優(yōu)惠政策激勵開發(fā)商對城中村、棚戶區(qū)進行改造,建成現(xiàn)代化的精品小區(qū),優(yōu)化城市環(huán)境,改善住行條件,建成暢通焦作,增強水平方向區(qū)域風(fēng)的流動性.

4.4 持續(xù)抓好北山綠化,增大城市綠地面積

各類植物是凈化環(huán)境的最好幫手,不僅能有效吸附空氣中有毒有害物質(zhì),還可美化、優(yōu)化城市環(huán)境.要充分利用太行山南的地理優(yōu)勢,動員群眾開展植樹造林、雨季飛播造林等,鞏固北山治理成果,保護山體植被,發(fā)揮樹木涵養(yǎng)水源、凈化空氣的作用.以創(chuàng)建森林城市為契機,充分發(fā)揮街道社區(qū)和市直機關(guān)、商店居家等單位和個人在植樹種草栽花中的作用.大力推進城區(qū)立體綠化、道路綠化、屋頂綠化、居室綠化,讓更多城區(qū)綠化發(fā)揮吸霾除塵、凈化空氣及美化環(huán)境等功能.

4.5 出臺地方性法規(guī),依法治霾

隨著空氣質(zhì)量標準的進一步提高和監(jiān)控污染物數(shù)量的進一步增加,依據(jù)大氣污染防治法,針對焦作實際,將細顆粒物PM2.5提到重要位置,率先出臺地方性法規(guī),規(guī)范相關(guān)部門,加強對產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃環(huán)境影響的評價,加大產(chǎn)業(yè)調(diào)整力度,加快淘汰落后產(chǎn)能,尤其是新引進項目要嚴把環(huán)境評價第一道關(guān)口,嚴禁新上高污染、高能耗工業(yè)項目,防止新污染源的形成.

5 結(jié)論

通過對焦作市城區(qū)空氣質(zhì)量現(xiàn)狀分析,探討了焦作市城區(qū)霧霾天氣的成因及影響因素,得到如下結(jié)論：①近年來,焦作市環(huán)境空氣平均綜合污染指數(shù)呈下降趨勢,空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn),但天氣狀況呈惡化趨勢,且焦作市空氣質(zhì)量變化呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性,春夏季空氣質(zhì)量較好,秋冬季質(zhì)量較差；②焦作市霧霾天氣主要是由懸浮細顆粒物和氣態(tài)污染物的增加引起的,此外人類活動所導(dǎo)致的下墊面的改變以及氣象條件對霧霾天氣的形成也有重要影響；③結(jié)合焦作市具體情況,提出了開展霧霾天氣預(yù)報、科學(xué)規(guī)劃城市布局、加大機動車污染治理、增加城市綠化面積以及出臺地方法規(guī),依法治霾等防霾對策及建議.

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