市区PM10污染特点及控制措施

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本文作者：李子萌作者单位：福州市环境科学研究院

福州市是福建省省会，位于福建省东部，闽江下游沿岸，是中国东南沿海重要都市。福州市区地处闽江下游河口盆地，四周被群山峻岭所环抱，大气扩散条件不佳，城市热岛效应较明显。相关研究表明，大气颗粒物是影响包括福州市在内的我国多数城市空气质量的首要污染物，大气污染物防治已成为福州市“十二五”期间的主要任务。本文以福州市区为研究对象，分析福州市大气中可吸入颗粒物污染现状和近年来的变化趋势，剖析了可吸入颗粒物季节变化特征、燃煤和机动车保有量与颗粒物关联度、以及福州市区pm10与PM2.5的相关性，提出了控制福州市大气尘类污染的防治对策。

1可吸入颗粒物及其危害

通常把环境空气中空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物；PM2.5是指空气动力学当量直径在2.5μm以下的固态和液态的颗粒物，也称为细颗粒物。10μm以上的颗粒物会被挡在人的鼻子外；2.5~10μm之间能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有着重要的影响。美国是较早开始研究PM2.5污染的国家，1997年就将PM2.5列为考量空气质量的一个重要指标，相关研究表明，由于细颗粒物表面积大，吸附能力强，大量的有机物和无机物、病毒、细菌以及多环芳烃等强致癌物质容易富集在上面，污染物随人体呼吸气流沉积在肺泡中或进入血液和淋巴内，对人体健康造成威胁，国内外相关报道表明，PM2.5污染程度与人体健康之间有可量化的规律。近年来，中国北京、广州等大城市灰霾事件频发，尤其以广州地区最为严重，研究表明，灰霾与PM2.5污染程度具有良好的正相关性，PM2.5对太阳光具有散射作用，使大气能见度降低。因此，PM2.5是判断灰霾天气的主要指标。为控制可吸入颗粒物对空气质量和人群健康的污染影响，2012年2月29日，经国务院批准，国家环保部了新修订的国家环境质量标准《环境空气质量标准》和国家环境保护标准《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》，首次将细颗粒物(PM2.5)列为环境空气质量评价指标。

2福州市区可吸入颗粒物污染状况

2006年～2010年各月份PM10均值变化统计结果如图1所示，结果表明，市区PM10月均值范围在0.044~0.134mg/cm3之间，2009年9月PM10浓度月均值最低，而2010年3月PM10浓度月均值最高，其原因主要是2010年3月福州市空气受到北方沙尘暴的影响。从图1分析可知，福州市区PM10呈现春季最高、冬季次之、夏季最低的规律，气候因素是影响福州市可吸入颗粒物季节分布的主要原因，在影响福州市春季的3种天气形势（即锋前暖区、倒槽暖区和变性冷高压底部或后部）的作用下，空气中颗粒物的水平扩散和垂直输送能力较差，不利于可吸入颗粒物向市区盆地外输送或高空扩散，容易在市区内形成浓度堆积区域，导致可吸入颗粒物月均浓度值较其它季节明显增高。图2是2007年福州市可吸入颗粒物的质量浓度季节变化图。由图2可知，在不同季节内，三个位点的PM10浓度均在国家二级标准之内，且呈现出春季最高、冬季次之、夏秋季最低的特征，这与近年来我国南方城市空气PM10的变换规律一致；而PM2.5在春季和冬季相对较高且基本持平，夏秋季最低。另外，根据图2采样点在同一季节的PM2.5和PM10关系特征比较可知，五四北路、紫阳两个位点在春季、夏秋季和冬季的PM2.5/PM10值分别为：0.63、0.68，0.84、0.75，0.81、0.89。由此可知，各采样点PM2.5/PM10值在0.63～0.89之间，呈现冬季最高、夏秋季次之、春季最低的特点，表明在福州市区，冬季细颗粒物（PM2.5）占粗颗粒物（PM10）的比重大于春季，即冬季的PM2.5贡献更大。由于PM2.5更容易造成灰霾日，根据福州市环境监测站统计的2007年春、冬季灰霾日天数显示，春季的月灰霾日为8天，冬季为11天，冬季的灰霾日天数多于春季，这与不同季节PM2.5和PM10关系结果一致。

3可吸入颗粒物来源解析

大气中颗粒物污染来源复杂，特别是PM2.5，影响因素较多，既有直接排放的一次污染物，也有经化学反应生成的二次污染物，由于粒径小，悬浮时间长，因此易于远距离输送，区域间相互影响明显。根据相关研究表明，福州市的PM2.5主要来源于机动车尾气排放、电厂及工业锅炉和炉窑的燃烧排放、工业企业生产性排放（VOCs等），以及道路与建筑扬尘和居民生活等方面，同时也与区域性污染相互影响密切相关。据调查，北京地区PM2.5污染物的构成中，机动车直接和间接的排放占22%，煤炭污染占16.7%，工业喷涂占16.3%，城市扬尘污染占16%，农村秸秆焚烧等占4.5%，还有24.5%来自北京周边地区。

3.1市区不同季节的可吸入颗粒物来源分析

不同季节，PM10、PM2.5主要污染源的贡献率有所不同，图3、图4分别为不同季节2006年11月至2008年12月福州市环境监测站对福州市区PM10和PM2.5主要污染源的贡献率统计图。由图3可知，由于沿海区域春季偏北风引导北方沙尘或上游的污染物扩散至福州市，造成浮尘和扬沙，因此福州市春季PM10以土壤风沙尘贡献率最高，为55.3%；而在夏季和冬季则以二次粒子为主，贡献率分别为44.4%和55.2%，其次为土壤风沙尘/交通。由图4可知，春季时海盐粒子对PM2.5贡献率最高，达43.6%；二次粒子与土壤风沙尘/交通的贡献率相当，分别为15.4%和14.2%；冬季海盐粒子和二次粒子的贡献率均较高，分别为39.5%和32.7%；而夏季二次粒子PM2.5的贡献率高于其他污染源。由于二次粒子绝大部分以细粒子的形式存在，因此二次粒子对PM2.5的贡献率总体较高，特别是在春、冬季更为明显。相关研究表明，机动车尾气是细粒子PM2.5的第一影响因子，因此有必要进一步加强对福州市机动车尾气污染的治理工作。

3.2燃煤量与可吸入颗粒物污染程度关联度分析

2008年，福州市划定了“禁煤区”范围并开展实施“禁煤”工作。据统计，福州市共有工业燃煤锅炉332台，截至2010年底，共完成了285台的“禁煤”任务。由表1可知，随着福州市“禁煤”政策的深入实施，工业燃煤消耗量呈逐年递减的趋势，同时表现出来的烟尘排放量也随燃煤量的变化而变化，而对应的每年的PM10年均值也表现出相同的变化趋势。由此可推测，福州市PM10年均值与年燃煤量存在一定的相关关系，因此，可继续通过控制燃煤的措施来降低市区PM10。

4福州市可吸入颗粒物污染防治对策的建议

据了解，在治理大气颗粒物污染物方面，美国一直被认为是较为先行的国家。1997年，美国环保署首次在“环境空气质量标准”中增加了PM2.5的指标，而后经过8年的治理，到2005年，美国仍然有39个地区达不到1997年颁布的PM2.5标准。因此，大气颗粒物污染治理，特别是细颗粒物的污染治理并非易事。对于经济高速发展的中国来说，大气颗粒物污染监测与治理工作已经引起国家有关部门的高度重视，各省市都在按照环境保护部新的《环境空气质量标准》（自2016年1月1日起在全国实施）筹备各项工作。福州市根据国家环保部对“十二五”环境监测工作的规划，紫阳点、快安点分别于2010年5月和2011年6月开始监测，师大、五四北路和杨桥西路点均在2011年12月底完成仪器安装。目前，城区紫阳、师大、五四北路、杨桥西路、快安五个国控点均已具备PM2.5自动监测能力，并于2012年1月1日起全面开展试运行。根据福州市大气颗粒物污染的现状与污染源分析，建议从以下四个方面进行大气颗粒物污染防治工作。

一是严格控制燃煤污染排放，加强清洁能源利用。继续开展“禁煤”环保专项行动，逐步扩大“禁煤区”范围，加大企业监管力度，淘汰燃煤锅炉等污染源。改善城市能源消费结构，加大天然气、液化石油气、太阳能等清洁能源的推广力度，逐步提高福州市清洁能源使用比重。

二是严格建设项目环境影响评价管理，从源头上控制工业污染源。对于在“禁煤区”内新建、改建和扩建使用煤、重油等高污染燃料的锅炉等设施的项目一律不予审批，同时加强建设项目“三同时”与竣工环境保护验收监测，确保建设项目的环保设施符合环境影响评价文件及批复要求。

三是继续加强机动车尾气排放整治工作。严格执行老旧机动车淘汰制度，除正常淘汰达到使用年限的车外，加速淘汰黄标车等高排放车辆，对达到报废标准的黄标车等高排放车辆，应予以强制淘汰。加快车用燃料清洁化进程，大力推广使用液化天然气环保型公共交通车辆。同时，可以借鉴北京、上海等城市的经验，配备监控电子眼、激光遥感检测车及尾气工作人员，以有效加大对市区机动车尾气监管力度。

四是加大对建筑施工过程扬尘控制力度。作为海西经济区的重要省会城市，福州的基础设施建设和各类商业开发正如火如荼地进行着，但同时给市区环境带来了压力，特别是建筑施工过程产生的扬尘对市区PM10贡献颇多。因此，在建设的同时，要加强对市区扬尘的控制，市区道路采取湿式清扫方式，在春秋季充分进行洒水降尘，严控建筑施工及建筑材料运输环节扬尘污染。建筑工地实施封闭与覆盖，硬化工地道路，采用湿式作业方式，对运输车辆进行清洗和覆盖。加大城市绿化和美化工作资金投入，优选并推广本地绿化树种和草种，实施裸露地面的软硬覆盖，提高水面面积比率，进一步降低扬尘造成的影响。

五是进一步完善大气颗粒物污染监测体系，对颗粒物进行深入的源解析研究。由于大气颗粒物的污染来源复杂，因此，建议进一步完善监测体系，以提供更为全面、详实的研究数据。特别是要通过污染源解析，找到从源头防治大气颗粒物污染的办法，确保福州在海西建设的大潮中，实现经济社会与环境保护协调发展。