張煥坤， 倪爽英， 張妍芬， 鮑曉磊

(1.河北省環(huán)境科學(xué)研究院，河北石家莊 050037；2.河北正奇環(huán)境科技有限公司，河北石家莊 050037；3.華北電力大學(xué)，河北保定 071003)

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石家莊大氣顆粒物污染特征及防治對(duì)策

張煥坤1,2， 倪爽英1， 張妍芬3， 鮑曉磊1

(1.河北省環(huán)境科學(xué)研究院，河北石家莊 050037；2.河北正奇環(huán)境科技有限公司，河北石家莊 050037；3.華北電力大學(xué)，河北保定 071003)

石家莊近年來重污染天氣頻發(fā)，其中主要的空氣污染物為顆粒物?；?013和2014年1～6月PM10和PM2.5濃度水平、日變規(guī)律及PM2.5/ PM10的變化情況，闡述了石家莊大氣顆粒物污染的年度變化特征。結(jié)果表明，2014年上半年P(guān)M10、PM2.5的日平均濃度均值分別為257、145 μg/m3，相較于2013年分別下降了22.4%和14.7%，達(dá)標(biāo)天數(shù)占總觀測(cè)天數(shù)的比值明顯提高，表明石家莊地區(qū)采取的大氣顆粒物減排措施已初見成效。通過對(duì)石家莊大氣顆粒物污染狀況的系統(tǒng)分析，為該地區(qū)顆粒物污染控制提供參考和依據(jù)。

石家莊；大氣顆粒物；污染特征；防治對(duì)策

大氣顆粒物(Partieulate Matter，即PM)是大氣中固體和液體顆粒物的總稱。近兩年來，隨著我國(guó)華北地區(qū)大面積霧霾天氣的產(chǎn)生，越來越多的公眾開始關(guān)注大氣顆粒物污染。大氣顆粒物因富集有毒有害物質(zhì)及微生物嚴(yán)重危及人體健康。研究發(fā)現(xiàn),隨著顆粒物粒徑的減小,吸附的有毒有害成分越多,而且所能到達(dá)機(jī)體肺部的部位越深,超細(xì)顆粒物甚至可以通過氣血屏障進(jìn)入血液循環(huán),對(duì)人類機(jī)體造成更嚴(yán)重的損傷[1]。除了影響人體健康外,氣溶膠還直接或者間接地影響地球的氣候[2]。顆粒物產(chǎn)生的光散射和光吸收等消光效應(yīng)導(dǎo)致的大氣能見度的降低是最直接可見的影響。此外，氣溶膠廣泛參與大氣中的各類化學(xué)過程，對(duì)大氣污染物的傳輸、轉(zhuǎn)化、去除等都有重要作用。

京津冀地區(qū)是PM10和PM2.5污染嚴(yán)重的地區(qū)，石家莊是河北省會(huì)，地處河北省中南部，環(huán)渤海灣經(jīng)濟(jì)區(qū)。石家莊市氣候干燥、少雨且地理位置特殊；石家莊市煤炭所占比例過高的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和高污染、高排放的工業(yè)結(jié)構(gòu)[3]，煤炭在石家莊的消費(fèi)水平比全國(guó)平均水平高出20%[4]；環(huán)保執(zhí)法力度不夠，在增強(qiáng)人們環(huán)保意識(shí)方面也缺乏具體的制度措施[5]等，都是造成石家莊市大氣顆粒物污染嚴(yán)重的重要原因,導(dǎo)致該地區(qū)易發(fā)生嚴(yán)重大氣污染事件。根據(jù)國(guó)家環(huán)保部公布的74個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量狀況報(bào)告顯示，石家莊一直處于污染城市前10位。筆者通過分析石家莊大氣顆粒物污染過程的天氣成因以及污染過程中細(xì)顆粒物的富集, 解析了北京顆粒物污染的區(qū)域性特征。

1 數(shù)據(jù)來源

該研究的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位共8個(gè)，分別為世紀(jì)公園(裕華區(qū))、西南高教(橋西區(qū))、化工學(xué)院(長(zhǎng)安區(qū))、人民會(huì)堂(橋東區(qū))、高新區(qū)(高新區(qū))、職工醫(yī)院(新華區(qū))、西北水源(新華區(qū))和封龍山。數(shù)據(jù)為連續(xù)24 h在線監(jiān)測(cè)，所選監(jiān)測(cè)點(diǎn)位涵蓋了石家莊市區(qū)的所有區(qū)，封龍山位于河北省石家莊市鹿泉區(qū)，為數(shù)據(jù)參照點(diǎn)。石家莊的日均值為封龍山這個(gè)參照點(diǎn)位的日均值的平均值。石家莊市監(jiān)測(cè)點(diǎn)位位置分布見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 PM10、PM2.5的濃度水平通過對(duì)2013年1～6月監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)得到的181個(gè)PM10、PM2.5日均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，PM10的日平均濃度為331 μg/m3，超過日均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.2倍，最大值為786 μg/m3，出現(xiàn)在2013年2月27日，超過日均值標(biāo)準(zhǔn)4.2倍，最小值為53 μg/m3，出現(xiàn)在2013年6月13日，181 d中PM10超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為168 d，超標(biāo)率92.8%；PM2.5的日平均濃度為170 μg/m3，超過日均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.27倍，PM2.5的最大值為709 μg/m3，出現(xiàn)在2013年1月12日，超過新標(biāo)準(zhǔn)值8.45倍，最小值為27 μg/m3，出現(xiàn)在 2013年4月9日，181 d中PM2.5超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為150 d，超標(biāo)率82.8%。

通過對(duì)2014年1～6月監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)得到的181個(gè)PM10、PM2.5日均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，PM10的日平均濃度為257 μg/m3，超過日均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.71倍，最大值為791 μg/m3，出現(xiàn)在2014年1月16日，超過日均值標(biāo)準(zhǔn)4.27倍，最小值為46 μg/m3，出現(xiàn)在2014年2月9日，181 d中PM10超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為135 d，超標(biāo)率74.6%；PM2.5的日平均濃度為145 μg/m3，超過日均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.93倍，PM2.5的最大值為549 μg/m3，出現(xiàn)在2014年1月16日，超過新標(biāo)準(zhǔn)值6.32倍，最小值為25 μg/m3，出現(xiàn)在 2014年5月2日，181 d中PM2.5超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為127 d，超標(biāo)率70.2%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果匯總見表 1。

表1 2013、2014年P(guān)M10、PM2.5濃度日均值 μg/m3

由以上結(jié)果可知，觀測(cè)期內(nèi)PM10、PM2.5濃度日均值平均值比較大，且最大值均出現(xiàn)在冬季供暖期內(nèi)，說明冬季燃煤是造成嚴(yán)重霧霾天氣的重要原因；2014年1～6月比2013年1～6月PM10、PM2.5濃度日均值超標(biāo)天數(shù)均減少了23 d，說明石家莊地區(qū)大氣顆粒物污染程度有所減輕。

2.2 PM10、PM2.5濃度日變化特征石家莊市2013年1～6月和2014年1～6月每月PM10、PM2.5日平均濃度變化趨勢(shì)見圖2；代表月1和4月PM10、PM2.5日均濃度變化趨勢(shì)見圖3。

由圖2可知，上半年大氣中顆粒物的濃度總體上呈逐月下降趨勢(shì)，1月PM10、PM2.5濃度較高，可能是因?yàn)槎敬罅咳济核穑?月以后PM10、PM2.5濃度相對(duì)較低，原因是供暖停止，且春季風(fēng)較大，易于污染物的擴(kuò)散；同時(shí)，2014年1～6月大氣中顆粒物的月均濃度同比2013年1～6月也有較為明顯的下降，說明石家莊地區(qū)在采取一系列大氣顆粒物減排措施后，已初見成效。

以代表月1月為例，2013年1月PM10濃度值在105～724 μg/m3之間，月均值為512 μg/m3；PM2.5濃度值在44～709 μg/m3之間，月均值為321 μg/m3；2014年1月PM10濃度值在126～791 μg/m3之間，月均值為415 μg/m3；PM2.5濃度值在34～549 μg/m3之間，月均值為251 μg/m3；2014年1月 PM10、PM2.5月均值比2013年1月分別減少了97和70 μg/m3(圖3a)。

2.3 PM2.5/PM10石家莊2013年1～6月的PM2.5/PM10平均值分別為46.4%、41.1%、38.6%、44.8%、59.5%、54.6%，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中PM2.5/PM10的平均值為47.7%，此值與周學(xué)華等在濟(jì)南市測(cè)得的PM2.5/PM10平均值46.9%的數(shù)據(jù)相當(dāng)[6-8]；2014年1～6月的PM2.5/PM10平均值分別為58.9%、64.2%、54.6%、52.6%、41.7%、54.5%，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中PM2.5/PM10的平均值為54.4%，說明目前石家莊市采取的大氣顆粒物減排措施對(duì)PM10起到較大作用，對(duì)PM2.5的減排措施還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 重點(diǎn)任務(wù)目標(biāo)

石家莊市出臺(tái)的《石家莊市大氣污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)方案(2013-2017)》[9]總體目標(biāo)：經(jīng)過5年努力，全市環(huán)境空氣質(zhì)量總體改善，重污染天氣大幅度減少。力爭(zhēng)再利用5年時(shí)間或更長(zhǎng)的時(shí)間，基本消除重污染天氣，全市環(huán)境空氣質(zhì)量全面改善，讓人民群眾呼吸上新鮮空氣。相關(guān)措施包括：

3.1 能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整通過逐步提高外調(diào)電比例、增加天然氣供應(yīng)、加大非化石能源利用等措施替代燃煤，實(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)總量負(fù)增長(zhǎng)。到2017年，煤炭消費(fèi)量比2012年凈削減1 500萬t，煤炭占能源消費(fèi)總量比重降低到65%以下。禁止新建項(xiàng)目配套建設(shè)自備燃煤電站，加快清潔能源替代利用，劃定高污染燃料禁燃區(qū)，集中清理關(guān)停各種煤場(chǎng)，加強(qiáng)煤炭管治，提高能源使用效率。

3.2 工業(yè)企業(yè)污染綜合治理

(1)全面整治燃煤鍋爐。加快熱力和燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)，通過集中供熱、“煤改氣”、“煤改電”等措施，2017年年底前，建成區(qū)全部淘汰35 T/h及以下燃煤鍋爐，城鄉(xiāng)接合部和其他遠(yuǎn)郊縣(市)區(qū)的城鎮(zhèn)地區(qū)基本淘汰10 T/h及以下燃煤鍋爐。

(2)加快火電、鋼鐵、鑄造、水泥建材行業(yè)除塵改造。2014年7月1日起，全市現(xiàn)有火電企業(yè)的燃煤機(jī)組執(zhí)行火電行業(yè)煙塵特別排放限值(20 mg/m3)；2015年7月1日前，所有鋼鐵、鑄造企業(yè)的燒結(jié)(球團(tuán))設(shè)備機(jī)頭完成除塵設(shè)施升級(jí)改造，執(zhí)行顆粒物特別排放限值(40 mg/m3)；達(dá)不到環(huán)保要求的水泥建材企業(yè)，一律關(guān)停整改。另外，四大行業(yè)必須加強(qiáng)脫硫、脫硝的實(shí)施，減少顆粒物前體物的排放。

3.3 揚(yáng)塵污染綜合整治工程建筑施工現(xiàn)場(chǎng)全部封閉圍擋，物料按規(guī)范要求實(shí)施覆蓋；渣土運(yùn)輸車實(shí)現(xiàn)密 閉運(yùn)輸或更換新型全密閉渣土車；分期分批關(guān)閉全市露天采礦，并對(duì)關(guān)閉的露天礦山分批進(jìn)行礦山環(huán)境恢復(fù)治理；依法取締城市周邊非法采砂行為；餐飲服務(wù)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所全部安裝高效油煙凈化設(shè)施，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；城區(qū)嚴(yán)禁露天燒烤。

3.4 機(jī)動(dòng)車尾氣污染治理工程加強(qiáng)城市交通和機(jī)動(dòng)車環(huán)保管理，提升燃油品質(zhì)，嚴(yán)格控制機(jī)動(dòng)車保有量，加大黃標(biāo)車淘汰和限行力度，到2017年年底前，淘汰全部14.3萬輛黃標(biāo)車。

3.5 落后產(chǎn)能淘汰嚴(yán)格新建項(xiàng)目審批，提高節(jié)能環(huán)保準(zhǔn)入門檻，健全重點(diǎn)行業(yè)準(zhǔn)入條件，公布符合準(zhǔn)入條件的企業(yè)名單并實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，嚴(yán)格實(shí)施污染物排放總量控制；加快淘汰落后產(chǎn)能，壓縮過剩產(chǎn)能。

3.6 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和科技創(chuàng)新調(diào)整生產(chǎn)力布局，支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展；優(yōu)化空間格局，搬遷市區(qū)污染企業(yè)，加大工業(yè)企業(yè)節(jié)能技改力度，全面推進(jìn)清潔生產(chǎn)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推進(jìn)大氣顆粒物污染治理技術(shù)研究。

3.7 加強(qiáng)生態(tài)綠化擴(kuò)大城市建成區(qū)綠地規(guī)模，繼續(xù)推進(jìn)道路綠化、單位居住區(qū)綠化、立體空間綠化、綠道綠廊、公園綠地建設(shè)和秋冬季綠化；提高城市周邊森林覆蓋率。

3.8 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)急建設(shè)

(1)建立健全環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)體系。2013年年底前，各縣(市)區(qū)各建成1個(gè)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，按新標(biāo)準(zhǔn)配齊六參數(shù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，與市環(huán)保局聯(lián)網(wǎng)并報(bào)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建全市域的空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(2)完善環(huán)境空氣污染應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)采取應(yīng)急措施。成立應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)，明確職責(zé)分工，落實(shí)責(zé)任主體，規(guī)范預(yù)警預(yù)報(bào)及響應(yīng)程序，按不同預(yù)警等級(jí)采取相應(yīng)應(yīng)急措施。將重污染天氣應(yīng)急響應(yīng)納入政府突發(fā)事件應(yīng)急管理體系。環(huán)保、氣象等部門加強(qiáng)合作，建立重污染天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制，根據(jù)重污染天氣的預(yù)警等級(jí)，迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，引導(dǎo)公眾做好防范。

3.9 精細(xì)化管理工程

(1)創(chuàng)建重點(diǎn)大氣污染控制區(qū)。市區(qū)及城郊接合部創(chuàng)建12個(gè)重點(diǎn)大氣污染控制區(qū)，每個(gè)控制區(qū)不低于10 km2，其他縣(市)區(qū)城區(qū)內(nèi)各創(chuàng)建1個(gè)重點(diǎn)大氣污染控制區(qū)。以“粉塵治理全覆蓋、綠化硬化全覆蓋、排放治理全覆蓋、環(huán)境衛(wèi)生無死角”為剛性目標(biāo)，對(duì)重點(diǎn)大氣污染控制區(qū)實(shí)施綜合整治。

(2)實(shí)行環(huán)保網(wǎng)格化管理。2013年年底前，全市建成“條塊結(jié)合、以塊為主、網(wǎng)格管理、職責(zé)明晰、責(zé)任到人”的環(huán)保網(wǎng)格化監(jiān)管機(jī)制。落實(shí)屬地責(zé)任，強(qiáng)化各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村、街道基層環(huán)保工作責(zé)任和工作力度，實(shí)現(xiàn)環(huán)保監(jiān)管工作全覆蓋、無縫隙。

4 結(jié)論

(1)從2014年1～6月的數(shù)據(jù)來看，石家莊市PM10、PM2.5日均濃度平均值分別為257和145 μg/m3，分別為《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1.71和1.93倍，PM10、PM2.5濃度超標(biāo)天數(shù)分別占總觀測(cè)天數(shù)的74.6%和70.2%；同時(shí)，2014年1～6月大氣中顆粒物的月均濃度同比2013年1～6月也有較為明顯的下降，但在全國(guó)范圍內(nèi)仍屬于顆粒物污染嚴(yán)重的城市。

(2)2013年1～6月和2014年1～6月所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中PM2.5/PM10平均值分別為 47.7%和54.4%，說明目前石家莊市采取的大氣顆粒物減排措施對(duì)PM10起到較大作用，對(duì)PM2.5的減排措施還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

(3)按照《石家莊市大氣污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)方案(2013-2017)》制定的總體目標(biāo)，堅(jiān)持綜合施策，以壓煤、降塵、控車、遷企、減排、增綠6個(gè)方面為重點(diǎn)， 強(qiáng)力推進(jìn)九大防治工程。借鑒2008年奧運(yùn)保障時(shí)聯(lián)防聯(lián)控工作的經(jīng)驗(yàn)效果，建議研究制定各級(jí)政府、各級(jí)部門的一體化聯(lián)動(dòng)機(jī)制，盡快建立一套區(qū)域綜合防治機(jī)制，實(shí)現(xiàn)省內(nèi)及區(qū)域大氣污染的聯(lián)防聯(lián)控。

[1] 張文麗，徐東群，崔九思.大氣細(xì)顆粒物污染監(jiān)測(cè)及其遺傳毒性研究[J].環(huán)境與健康雜志,2003，20(1):3-6.

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[9] 石家莊市大氣污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)方案(2013-2017).

Atmospheric Particulate Matter Pollution Characteristics and Countermeasures of Shijiazhuang

ZHANG Huan-kun1,2, NI Shuang-ying1, ZHANG Yan-fen3et al

(1. Hebei Provincial Environmental Scientific Research Institute, Shijiazhuang, Hebei 050037; 2. Hebei Zhengqi Engineering Center for Technology Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050037; 3. North China Electric Power University, Baoding, Hebei 071003)

In recent years the frequent occurrence of heavy pollution in Shijiazhuang, one of the major air pollutants is particulate matter. Based on PM10and PM2.5concentrations, daily variation law, changes of PM2.5/PM10during Jan.-Jun. in 2013 and 2014, the annual variation characteristics of atmospheric particulate matter pollution in Shijiazhuang were elaborated. The results showed that annual average concentrations of PM10, PM2.5in first half year of 2014 were 257 and 145 μg/m3respectively, decreased 2.4% and 14.7% compared with 2013, indicating that the atmospheric particulate matter emission reduction measures taken in Shijiazhuang have achieved initial success. The study can provide reference and basis for control of particulate matter pollution in the region.

Shijiazhuang; Atmospheric particulate matter; Pollution characteristics; Control measures

國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201409007)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2014BAC23B00)。

張煥坤(1982- )，男，山東安丘人，工程師，碩士，從事大氣、廢水治理等方面的研究及環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

2014-11-29

S 181.3

A

0517-6611(2015)02-235-03