福州市環(huán)境科學(xué)研究院 李子萌

福州市區(qū)可吸入顆粒物污染特征與控制措施

福州市環(huán)境科學(xué)研究院 李子萌

利用福州市環(huán)境空氣中顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果表明，福州市大氣顆粒物污染呈現(xiàn)春季最高、冬季次之、夏季最低的規(guī)律，通過污染來源分析，從燃煤控制、機動車尾氣治理、建筑揚塵監(jiān)管及加強監(jiān)測等方面提出了相應(yīng)的防治建議。

顆粒物 PM10PM2.5污染現(xiàn)狀 防治 福州市

福州市是福建省省會，位于福建省東部，閩江下游沿岸，是中國東南沿海重要都市。福州市區(qū)地處閩江下游河口盆地，四周被群山峻嶺所環(huán)抱，大氣擴散條件不佳，城市熱島效應(yīng)較明顯。相關(guān)研究表明，大氣顆粒物是影響包括福州市在內(nèi)的我國多數(shù)城市空氣質(zhì)量的首要污染物，大氣污染物防治已成為福州市“十二五”期間的主要任務(wù)。本文以福州市區(qū)為研究對象，分析福州市大氣中可吸入顆粒物污染現(xiàn)狀和近年來的變化趨勢，剖析了可吸入顆粒物季節(jié)變化特征、燃煤和機動車保有量與顆粒物關(guān)聯(lián)度、以及福州市區(qū)PM10與PM2.5的相關(guān)性，提出了控制福州市大氣塵類污染的防治對策。

1 可吸入顆粒物及其危害

通常把環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤10μm 的顆粒物稱為 PM10，又稱為可吸入顆粒物；PM2.5是指空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑在2.5μm以下的固態(tài)和液態(tài)的顆粒物，也稱為細(xì)顆粒物。10μm 以上的顆粒物會被擋在人的鼻子外；2.5～10μm之間能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小。雖然 PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有著重要的影響。美國是較早開始研究PM2.5污染的國家，1997年就將PM2.5列為考量空氣質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，相關(guān)研究表明，由于細(xì)顆粒物表面積大，吸附能力強，大量的有機物和無機物、病毒、細(xì)菌以及多環(huán)芳烴等強致癌物質(zhì)容易富集在上面，污染物隨人體呼吸氣流沉積在肺泡中或進入血液和淋巴內(nèi)，對人體健康造成威脅，國內(nèi)外相關(guān)報道表明，PM2.5污染程度與人體健康之間有可量化的規(guī)律。

近年來，中國北京、廣州等大城市灰霾事件頻發(fā)，尤其以廣州地區(qū)最為嚴(yán)重，研究表明，灰霾與 PM2.5污染程度具有良好的正相關(guān)性，PM2.5對太陽光具有散射作用，使大氣能見度降低。因此，PM2.5是判斷灰霾天氣的主要指標(biāo)。

為控制可吸入顆粒物對空氣質(zhì)量和人群健康的污染影響，2012年2月29日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，國家環(huán)保部發(fā)布了新修訂的國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》，首次將細(xì)顆粒物(PM2.5)列為環(huán)境空氣質(zhì)量評價指標(biāo)。

2 福州市區(qū)可吸入顆粒物污染狀況

2006年～2010年各月份PM10均值變化統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示，結(jié)果表明，市區(qū)PM10月均值范圍在0.044～0.134mg/cm3之間，2009年9月PM10濃度月均值最低，而2010年3月PM10濃度月均值最高，其原因主要是2010年3月福州市空氣受到北方沙塵暴的影響。

圖1 福州市2006年～2010年P(guān)M10月均值統(tǒng)計圖

從圖1分析可知，福州市區(qū)PM10呈現(xiàn)春季最高、冬季次之、夏季最低的規(guī)律，氣候因素是影響福州市可吸入顆粒物季節(jié)分布的主要原因，在影響福州市春季的3種天氣形勢（即鋒前暖區(qū)、倒槽暖區(qū)和變性冷高壓底部或后部）的作用下，空氣中顆粒物的水平擴散和垂直輸送能力較差，不利于可吸入顆粒物向市區(qū)盆地外輸送或高空擴散，容易在市區(qū)內(nèi)形成濃度堆積區(qū)域，導(dǎo)致可吸入顆粒物月均濃度值較其它季節(jié)明顯增高。

圖2 2007年福州市可吸入顆粒物（PM10、PM2.5）的質(zhì)量濃度季節(jié)變化圖

圖2是2007年福州市可吸入顆粒物的質(zhì)量濃度季節(jié)變化圖。由圖2可知，在不同季節(jié)內(nèi)，三個位點的PM10濃度均在國家二級標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，且呈現(xiàn)出春季最高、冬季次之、夏秋季最低的特征，這與近年來我國南方城市空氣PM10的變換規(guī)律一致；而 PM2.5在春季和冬季相對較高且基本持平，夏秋季最低。

另外，根據(jù)圖2采樣點在同一季節(jié)的PM2.5和PM10關(guān)系特征比較可知，五四北路、紫陽兩個位點在春季、夏秋季和冬季的PM2.5/PM10值分別為：0.63、0.68，0.84、0.75，0.81、0.89。由此可知，各采樣點PM2.5/PM10值在0.63～0.89之間，呈現(xiàn)冬季最高、夏秋季次之、春季最低的特點，表明在福州市區(qū)，冬季細(xì)顆粒物（PM2.5）占粗顆粒物（PM10）的比重大于春季，即冬季的PM2.5貢獻(xiàn)更大。由于PM2.5更容易造成灰霾日，根據(jù)福州市環(huán)境監(jiān)測站統(tǒng)計的2007年春、冬季灰霾日天數(shù)顯示，春季的月灰霾日為8天，冬季為11天，冬季的灰霾日天數(shù)多于春季，這與不同季節(jié)PM2.5和PM10關(guān)系結(jié)果一致。

3 可吸入顆粒物來源解析

大氣中顆粒物污染來源復(fù)雜，特別是PM2.5，影響因素較多，既有直接排放的一次污染物，也有經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的二次污染物，由于粒徑小，懸浮時間長，因此易于遠(yuǎn)距離輸送，區(qū)域間相互影響明顯。根據(jù)相關(guān)研究表明，福州市的 PM2.5主要來源于機動車尾氣排放、電廠及工業(yè)鍋爐和爐窯的燃燒排放、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)性排放（VOCs等），以及道路與建筑揚塵和居民生活等方面，同時也與區(qū)域性污染相互影響密切相關(guān)。據(jù)調(diào)查，北京地區(qū) PM2.5污染物的構(gòu)成中，機動車直接和間接的排放占 22%，煤炭污染占 16.7%，工業(yè)噴涂占16.3%，城市揚塵污染占16%，農(nóng)村秸稈焚燒等占4.5%，還有24.5%來自北京周邊地區(qū)。

3.1 市區(qū)不同季節(jié)的可吸入顆粒物來源分析

不同季節(jié)，PM10、PM2.5主要污染源的貢獻(xiàn)率有所不同，圖3、圖4分別為不同季節(jié)2006年11月至2008年12月福州市環(huán)境監(jiān)測站對福州市區(qū)PM10和PM2.5主要污染源的貢獻(xiàn)率統(tǒng)計圖。

圖3 各季節(jié)PM10主要污染源的貢獻(xiàn)率

圖4 各季節(jié)PM2.5主要污染源的貢獻(xiàn)率

由圖3可知，由于沿海區(qū)域春季偏北風(fēng)引導(dǎo)北方沙塵或上游的污染物擴散至福州市，造成浮塵和揚沙，因此福州市春季PM10以土壤風(fēng)沙塵貢獻(xiàn)率最高，為55.3%；而在夏季和冬季則以二次粒子為主，貢獻(xiàn)率分別為 44.4%和 55.2%，其次為土壤風(fēng)沙塵/交通。

由圖4可知，春季時海鹽粒子對PM2.5貢獻(xiàn)率最高，達(dá)43.6%；二次粒子與土壤風(fēng)沙塵/交通的貢獻(xiàn)率相當(dāng)，分別為15.4%和14.2%；冬季海鹽粒子和二次粒子的貢獻(xiàn)率均較高，分別為39.5%和32.7%；而夏季二次粒子PM2.5的貢獻(xiàn)率高于其他污染源。由于二次粒子絕大部分以細(xì)粒子的形式存在，因此二次粒子對 PM2.5的貢獻(xiàn)率總體較高，特別是在春、冬季更為明顯。相關(guān)研究表明，機動車尾氣是細(xì)粒子 PM2.5的第一影響因子，因此有必要進一步加強對福州市機動車尾氣污染的治理工作。

3.2 燃煤量與可吸入顆粒物污染程度關(guān)聯(lián)度分析

2008年，福州市劃定了“禁煤區(qū)”范圍并開展實施“禁煤”工作。據(jù)統(tǒng)計，福州市共有工業(yè)燃煤鍋爐332臺，截至2010年底，共完成了285臺的“禁煤”任務(wù)。

表1 2006年～2010年福州市區(qū)燃煤量、煙塵排放量與PM10統(tǒng)計表

由表1可知，隨著福州市“禁煤”政策的深入實施，工業(yè)燃煤消耗量呈逐年遞減的趨勢，同時表現(xiàn)出來的煙塵排放量也隨燃煤量的變化而變化，而對應(yīng)的每年的PM10年均值也表現(xiàn)出相同的變化趨勢。由此可推測，福州市PM10年均值與年燃煤量存在一定的相關(guān)關(guān)系，因此，可繼續(xù)通過控制燃煤的措施來降低市區(qū)PM10。

4 福州市可吸入顆粒物污染防治對策的建議

據(jù)了解，在治理大氣顆粒物污染物方面，美國一直被認(rèn)為是較為先行的國家。1997年，美國環(huán)保署首次在“環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中增加了PM2.5的指標(biāo)，而后經(jīng)過8年的治理，到2005年，美國仍然有39個地區(qū)達(dá)不到1997年頒布的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)。因此，大氣顆粒物污染治理，特別是細(xì)顆粒物的污染治理并非易事。對于經(jīng)濟高速發(fā)展的中國來說，大氣顆粒物污染監(jiān)測與治理工作已經(jīng)引起國家有關(guān)部門的高度重視，各省市都在按照環(huán)境保護部新發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（自2016年1月1日起在全國實施）籌備各項工作。

福州市根據(jù)國家環(huán)保部對“十二五”環(huán)境監(jiān)測工作的規(guī)劃，紫陽點、快安點分別于2010年5月和2011年6月開始監(jiān)測，師大、五四北路和楊橋西路點均在2011年12月底完成儀器安裝。目前，城區(qū)紫陽、師大、五四北路、楊橋西路、快安五個國控點均已具備PM2.5自動監(jiān)測能力，并于2012年1月1日起全面開展試運行。根據(jù)福州市大氣顆粒物污染的現(xiàn)狀與污染源分析，建議從以下四個方面進行大氣顆粒物污染防治工作。

一是嚴(yán)格控制燃煤污染排放，加強清潔能源利用。繼續(xù)開展“禁煤”環(huán)保專項行動，逐步擴大“禁煤區(qū)”范圍，加大企業(yè)監(jiān)管力度，淘汰燃煤鍋爐等污染源。改善城市能源消費結(jié)構(gòu)，加大天然氣、液化石油氣、太陽能等清潔能源的推廣力度，逐步提高福州市清潔能源使用比重。

二是嚴(yán)格建設(shè)項目環(huán)境影響評價管理，從源頭上控制工業(yè)污染源。對于在“禁煤區(qū)”內(nèi)新建、改建和擴建使用煤、重油等高污染燃料的鍋爐等設(shè)施的項目一律不予審批，同時加強建設(shè)項目“三同時”與竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測，確保建設(shè)項目的環(huán)保設(shè)施符合環(huán)境影響評價文件及批復(fù)要求。

三是繼續(xù)加強機動車尾氣排放整治工作。嚴(yán)格執(zhí)行老舊機動車淘汰制度，除正常淘汰達(dá)到使用年限的車外，加速淘汰黃標(biāo)車等高排放車輛，對達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)的黃標(biāo)車等高排放車輛，應(yīng)予以強制淘汰。加快車用燃料清潔化進程，大力推廣使用液化天然氣環(huán)保型公共交通車輛。同時，可以借鑒北京、上海等城市的經(jīng)驗，配備監(jiān)控電子眼、激光遙感檢測車及尾氣工作人員，以有效加大對市區(qū)機動車尾氣監(jiān)管力度。

四是加大對建筑施工過程揚塵控制力度。作為海西經(jīng)濟區(qū)的重要省會城市，福州的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和各類商業(yè)開發(fā)正如火如荼地進行著，但同時給市區(qū)環(huán)境帶來了壓力，特別是建筑施工過程產(chǎn)生的揚塵對市區(qū)PM10貢獻(xiàn)頗多。因此，在建設(shè)的同時，要加強對市區(qū)揚塵的控制，市區(qū)道路采取濕式清掃方式，在春秋季充分進行灑水降塵，嚴(yán)控建筑施工及建筑材料運輸環(huán)節(jié)揚塵污染。建筑工地實施封閉與覆蓋，硬化工地道路，采用濕式作業(yè)方式，對運輸車輛進行清洗和覆蓋。加大城市綠化和美化工作資金投入，優(yōu)選并推廣本地綠化樹種和草種，實施裸露地面的軟硬覆蓋，提高水面面積比率，進一步降低揚塵造成的影響。

五是進一步完善大氣顆粒物污染監(jiān)測體系，對顆粒物進行深入的源解析研究。由于大氣顆粒物的污染來源復(fù)雜，因此，建議進一步完善監(jiān)測體系，以提供更為全面、詳實的研究數(shù)據(jù)。特別是要通過污染源解析，找到從源頭防治大氣顆粒物污染的辦法，確保福州在海西建設(shè)的大潮中，實現(xiàn)經(jīng)濟社會與環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

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