張 志 袁彩鳳 時翔明

(河南省環(huán)境保護科學研究院，鄭州 450004)

鄭州市大氣污染原因及防治策略研究

張 志 袁彩鳳 時翔明

(河南省環(huán)境保護科學研究院，鄭州 450004)

本文分析鄭州市大氣污染原因，研究大氣污染防治策略。

鄭州市；大氣污染；防治策略

1 鄭州市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

2015年，74個新標準第一階段監(jiān)測實施城市中，63個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標，鄭州市位列空氣質(zhì)量相對較差城市第5位[1]。鄭州市在河南省18個地級市中PM2.5、PM10年均濃度排名均倒數(shù)第一，首要污染物為PM2.5[2，3]。

鄭州市大氣污染問題可追溯到1981年，1981-2002年[4]鄭州市監(jiān)測的TSP年均值波動范圍為191～710μg/m3。2003年開始監(jiān)測PM10，其濃度為107μg/m3。2013年鄭州市在河南省率先監(jiān)測PM2.5，當年PM2.5成為首要污染物。鄭州市2013-2015年全年優(yōu)良天數(shù)分別為127天、163天、138天[3]。

2 鄭州市大氣污染原因剖析

2.1 大氣污染概念

某地區(qū)排放的大氣污染物在空氣中累積及二次生成，超過大氣環(huán)境容量或空氣自凈能力，濃度超過空氣質(zhì)量標準，造成大氣污染。污染物排放是造成大氣污染的內(nèi)因；自凈能力是變化的客觀條件，受氣象因素影響，屬于外因；空氣質(zhì)量標準是判定空氣污染與否的指標依據(jù)。例如，京津冀及周邊地區(qū)是大氣環(huán)境物嚴重超載的地區(qū)，2010年河南省PM2.5大氣環(huán)境容量為21.92萬噸，一次PM2.5排放量超過大氣環(huán)境容量150%以上[5]。

2.2 大氣污染物排放分析

鄭州市2013年排放PM2.5為4.39萬噸，污染源包括電廠源、工業(yè)源、交通源、居民源、建筑揚塵、道路揚塵等；首要來源為工業(yè)，貢獻率為44%，其次是電廠，貢獻率為17%；非金屬礦物制品、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、電力、熱力生產(chǎn)和供應業(yè)是PM2.5的主要行業(yè)貢獻，占比為53%[6]。從深層次分析，涉及能源結構、產(chǎn)業(yè)結構、末端污染防治、城市公共建設等方面。鄭州市2015年規(guī)模以上企業(yè)消費原煤3317萬噸[7]，對比北京市煤炭消費總量為1165萬噸[8]，若加上燃燒散煤量，鄭州市煤炭消費總量將超過北京市的3倍。鄭州市三次產(chǎn)業(yè)占比分別為2.1%、49.3%、48.6%[7]，北京市和上海市分別為0.6%、19.7%、79.7%和0.4%、31.8%、67.8%[9]。鄭州市2015年工業(yè)排放SO2、NOx、煙(粉)塵排放量依次為7.90萬噸、9.28萬噸、4.78萬噸[10]，北京市分別為2.21萬噸、2.69萬噸、1.30萬噸，鄭州市污染物排放總量是北京市的3-4倍。從污染防治資金投入及用途來看，鄭州市2015年大氣治理專項資金投入為4.93億元[11，12]，用途包括揚塵治理、黃標車淘汰、燃煤鍋爐拆改、水泥、火電行業(yè)治理、大氣環(huán)境監(jiān)管能力建設等多方面，北京市僅工業(yè)廢氣環(huán)境治理投入為6.68億元[9]。城市公共建設方面，2015年鄭州市燃氣普及率為92%，人均公園綠地7.1m2[7]，河南省人均擁有公交車10.14標臺[9]；對比北京市燃氣普及率為100%，人均公園綠地16.0m2，人均擁有公交車24.58標臺[9]。2015年鄭州市僅開通1條地鐵線路，長26千米，北京有18條地鐵線路，長約550千米。

2.3 氣象因素分析

自凈能力包括自然沉降、稀釋擴散、風力吹散、植物吸收、降水淋洗、光化學反應轉化等，污染物快速凈化或消散主要受風力、降水影響。大氣環(huán)境容量除考慮風力、降水因素外，還需要考慮溫度變化、混合層高度、逆溫現(xiàn)象、大氣質(zhì)量標準等。

2015年鄭州市發(fā)生重度污染及以上天數(shù)為50天，80%發(fā)生在冬季，最長一次持續(xù)時間為5天。除冬季供暖增排污染物的內(nèi)因外，冬季大氣環(huán)境容量較夏季更小是主要外因。鄭州市2015年降水天數(shù)約19%，夏季降水天數(shù)是冬天的2倍左右，冬季氣象條件更不利于污染物擴散或消除。另外，混合層高度在冬季降低，也造成了大氣環(huán)境容量下降。有文獻報道[13]華北地區(qū)夏季混合層高度比冬季高約40%。

3 從內(nèi)因角度的防治策略

3.1 能源結構改善

煤炭在鄭州市能源消費中占很大比例，應持續(xù)降低地區(qū)火電發(fā)電煤耗，提高高耗能行業(yè)用電效率，適當從區(qū)域外調(diào)配電力，開展散煤替代，并提高天然氣使用，穩(wěn)步推廣地熱能、太陽能使用，提高建筑節(jié)能水平，不斷改善能源消費結構。

3.2 產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化

持續(xù)降低單位GDP能耗，增加第三產(chǎn)業(yè)占比?？紤]利用鄭州市傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)優(yōu)勢，增加產(chǎn)業(yè)鏈，不斷向高精尖方向提升；利用交通互聯(lián)優(yōu)勢，加快交通物聯(lián)、電子信息、大數(shù)據(jù)、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.3 末端污染防治

加快工業(yè)鍋爐煙氣脫硫、低氮燃燒、高效除塵改造和中小燃煤鍋爐清潔能源替代，推廣燃煤超清潔技術利用，推進燃煤電廠超潔凈排放工程建設。推進產(chǎn)業(yè)園區(qū)清潔生產(chǎn)和VOCs治理。加大揚塵和農(nóng)業(yè)面源污染防治。不斷完善地方環(huán)保資金投入，爭取亞洲投資銀行、國家開發(fā)銀行等貸款，開展大氣污染防治。

3.4 改善城市公共設施

鄭州市作為區(qū)域中心城市，應提升居民燃氣普及率，增加人均公園綠地，減少場地暴露并抑制揚塵，大力發(fā)展公共交通，減緩汽車尾氣排放。

4 從外因角度的防治策略

4.1 建設城市通風廊道[14]

研究鄭州市氣候變化，城鄉(xiāng)晝夜熱島效應，城市污染源和污染物傳輸聚集分布，結合城市總體規(guī)劃，建設鄭州城市通風廊道，增加空氣流動，提高空氣自凈能力或大氣環(huán)境容量，減少逆溫現(xiàn)象發(fā)生次數(shù)，打造“呼吸城市”。

4.2 增加綠植覆蓋率

增加樓頂、露(陽)臺、地面區(qū)域綠色植物覆蓋率[15]，擴大顆粒物沉降面，加速揚塵沉降，利用植物吸收、吸附能力，增強城市空氣凈化效率。建設多級空間城市，通過植物蒸騰作用，調(diào)節(jié)城市微環(huán)境對流循環(huán)。

4.3 應急狀態(tài)高低空噴水作業(yè)

城市道路灑水，可降低道路顆粒物負荷，減少表層揚塵；對拆遷工程或堆場實施噴淋，可抑制場地揚塵。重污染應急時可考慮通過直升機空中噴水作業(yè)，對重污染區(qū)域?qū)嵤┝芟?，降低污染源活動水平、排放系?shù)或空氣中污染物濃度。

5 結 論

城市大氣污染是污染物排放和多種氣象因素疊加的結果，大氣污染防治是一個復雜的工程，涉及到城市規(guī)劃、建設、市政管理、交通、能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個行業(yè)部門，需要政府、企事業(yè)單位、公眾形成合力。管理者必須從預防和減排大氣污染物入手，兼顧擴充大氣環(huán)境容量，不斷提升城市大氣污染防治水平。

[1]2015中國環(huán)境狀況公報[EB/OL].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201606/W020160602411685220884.pdf .

[2]2015年河南省環(huán)境狀況公報[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21068/Default.aspx.

[3]鄭州市環(huán)境質(zhì)量狀況公報(2013-2015年)[EB/OL].http：//www.zzepb.gov.cn/Article/id=155.

[4]河南省環(huán)境監(jiān)測中心站，河南省環(huán)境監(jiān)測年鑒(1981-2002年)[M].

[5]薛文博，付飛，王金南，等.基于全國城市PM2.5達標約束的大氣環(huán)境容量模擬[J].中國環(huán)境科學，2014，34(10)：2490-2496.

[6]多克辛.大氣灰霾追因與防治對策——河南省大氣灰霾污染專項研究成果[M].中國環(huán)境出版社，2016，147-148.

[7]河南省統(tǒng)計局，國家統(tǒng)計局河南調(diào)查總隊.河南統(tǒng)計年鑒2016[M].中國統(tǒng)計出版社，2016.

[8]國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司.中國能源統(tǒng)計年鑒2016[M].中國統(tǒng)計出版社，2016.

[9]中國統(tǒng)計年鑒2016[EB/OL].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/

[10]2015年河南省環(huán)境統(tǒng)計年報[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21468/Default.aspx

[11]2015年大氣污染防治專項資金分配方案[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/324/InfoID/17509/Default.aspx

[12]關于2015年大氣污染防治專項資金擬分配方案的公示[EB/OB].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/17510/Default.aspx

[13]李夢.京津冀大氣混合層高度變化特征及其與細顆粒物的關系研究[D].南京信息工程大學，2015.

[14]任超.城市風環(huán)境評估和風道規(guī)劃——打造“呼吸城市”[M].中國建筑工業(yè)出版社，2016：217-218.

[15]張燕.城市大氣污染與防治策略探析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(1)：54-55.

Study on the Causes and Control Strategies of Air Pollution in Zhengzhou

ZHANG Zhi YUAN Caifeng SHI Xiangming

(Henan Research Academy of Environmental Science，Zhengzhou，450004，China)

The causes of air pollution in Zhengzhou are analyzed，and the control strategies are studied in this paper.

Zhengzhou；air pollution；control strategy

項目資助：河南省大氣污染控制基礎資料分析及補充調(diào)研

張志，碩士，工程師，研究方向為大氣、水污染防治與規(guī)劃

袁彩鳳，碩士，教授級高工，研究方向為環(huán)境規(guī)劃

文獻格式：張 志 等.鄭州市大氣污染原因及防治策略研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(4)：180-181.

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1673-288X(2017)04-0180-02