李 荔 韓軍贊 李慧鵬
(1江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院 江蘇南京 210036 2江蘇省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇南京 210036)
徐州地處京津冀與長(zhǎng)三角兩大污染地區(qū)的過(guò)渡地帶,位于蘇魯豫皖四省交界,地理位置特殊。作為江蘇省PM2.5濃度水平最高的地級(jí)市,徐州與其他城市在污染特征上存在顯著差異,即施工和運(yùn)輸揚(yáng)塵等一次顆粒物污染問(wèn)題非常突出,粗顆粒問(wèn)題影響顯著,亟待優(yōu)先解決[1]。為說(shuō)清徐州市顆粒物污染中一次顆粒物特別是粗顆粒的影響,并分析其成因,需要在對(duì)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,采用基于排放清單的污染來(lái)源分析等手段進(jìn)行深入研究。
大氣污染物排放清單是模型模擬的重要數(shù)據(jù)輸入,更是分析污染成因以最終制定污染防治管控措施的依據(jù)[2]。近年來(lái),我國(guó)學(xué)者在電廠、燃煤鍋爐、機(jī)動(dòng)車、生物質(zhì)燃燒等方面開(kāi)展了本地化測(cè)試研究,建立了覆蓋了工業(yè)、移動(dòng)源、生物質(zhì)燃燒等各種污染源的排放清單。2014年以來(lái),環(huán)保部先后發(fā)布了一系列大氣污染物排放清單編制指南。移動(dòng)源清單編制中,基于COPERT模型的清單編制方法在省級(jí)層面以及城市層面的機(jī)動(dòng)車污染物排放研究中均有應(yīng)用,且模型的參數(shù)相對(duì)易于獲取[3]。上述研究成果和指南為城市排放清單的編制提供了本地化參數(shù)的借鑒,為定量化分析徐州市顆粒物污染成因提供了依據(jù)。
在徐州市各項(xiàng)污染物中,PM2.5和PM10的超標(biāo)比例最為嚴(yán)重。2014年以來(lái),徐州市空氣質(zhì)量沒(méi)有明顯改善,但江蘇省其他城市均有不同程度的改善。至2016年年末,徐州市PM2.5濃度已經(jīng)在全省明顯落后。從PM2.5/PM比例粗略分析粗顆粒占比,2014年到2017年,徐州市PM2.5/PM比例在全省分別為倒數(shù)第二、倒數(shù)第一、倒數(shù)第一和倒數(shù)第三。
(1)氣象條件影響分析
徐州由于地處中心黃泛區(qū),沙淤土壤特質(zhì)明顯,容易積塵,由于降雨量少,且春、秋、冬3個(gè)季節(jié)長(zhǎng)年降雨少或無(wú)降雨,空氣干燥,客觀上極易產(chǎn)生揚(yáng)塵。2017年1月-7月徐州連續(xù)3月氣溫偏高、降水偏少,出現(xiàn)輕度或中度氣象干旱,對(duì)PM10、PM2.5、臭氧等污染物濃度均有較大影響。3月至5月降水平均偏少49.5%,其中5月降水量偏少近50%,同月PM10濃度同比上升43%,PM2.5濃度同比上升49%。
(2)基于污染源清單結(jié)果的顆粒物來(lái)源分析
徐州市在建、施工的場(chǎng)地較多,2017年全市有3條地鐵線同時(shí)施工,施工工地遍布全市。全市7個(gè)國(guó)控大氣自動(dòng)點(diǎn)中,除農(nóng)科院站點(diǎn)以外,均存在周圍建筑施工場(chǎng)地較多,且大部分防塵措施不到位的現(xiàn)象。基于2015年徐州市大氣污染源排放清單結(jié)果,徐州市PM10的主要來(lái)源為施工揚(yáng)塵、電力和水泥行業(yè),其中施工揚(yáng)塵貢獻(xiàn)達(dá)到50%;一次PM2.5排放的主要來(lái)源為施工揚(yáng)塵、電力和水泥行業(yè),其中施工揚(yáng)塵的貢獻(xiàn)達(dá)到26.7%,如圖1所示。
圖1 基于排放清單的2015年徐州市主要污染物排放來(lái)源構(gòu)成
(3)基于機(jī)動(dòng)車排放清單的運(yùn)輸揚(yáng)塵污染分析
2016年徐州市公路貨運(yùn)量達(dá)17586萬(wàn)噸,全省占比最高,是全省平均水平的1.9倍。COPERT模型模擬結(jié)果顯示,重型貨車運(yùn)輸對(duì)徐州機(jī)動(dòng)車尾氣排放的顆粒物污染貢獻(xiàn)突出,對(duì)一次PM2.5的污染貢獻(xiàn)超過(guò)50%,如圖2所示。此外,除尾氣直接排放以外,重型柴油車在運(yùn)輸過(guò)程中存在拋灑滴漏現(xiàn)象,主要運(yùn)輸路段路面積塵較多,車輛通過(guò)時(shí)由于碾壓作用造成二次揚(yáng)塵。
圖2 基于COPERT模型結(jié)果的徐州市不同車型的污染貢獻(xiàn)
徐州市PM2.5/PM比例較低,提示受粗顆粒污染影響顯著。根據(jù)徐州市2015年排放清單結(jié)果,施工揚(yáng)塵對(duì)PM10排放的貢獻(xiàn)達(dá)到50%,對(duì)一次PM2.5排放的貢獻(xiàn)達(dá)到26.7%。根據(jù)COPERT模型模擬結(jié)果,重型貨車運(yùn)輸對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣排放一次PM2.5的污染貢獻(xiàn)超過(guò)50%。沙淤土壤、降水偏少也是徐州顆粒物污染嚴(yán)重的客觀氣象原因。