鮑 琨，曹亞麗，王 霞

（1.江蘇省環(huán)科咨詢股份有限公司，江蘇南京 211100；2.中設(shè)設(shè)計集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京 210014）

0 引言

港口作為我國交通運輸業(yè)的重要組成部分，在我國經(jīng)濟(jì)粗放型增長以及出口導(dǎo)向型發(fā)展模式下，港區(qū)環(huán)境問題進(jìn)一步凸顯。港口和船舶排放已成為繼工業(yè)廢氣、機(jī)動車尾氣后我國第三大大氣污染源。交通運輸部印發(fā)了《船舶與港口污染防治專項行動實施方案（2015—2020 年）》，對港口和船舶的大氣污染防治提出了嚴(yán)格要求。為了更好地落實該實施方案的環(huán)保要求，針對性地提出廈門港東渡港區(qū)的大氣污染控制方案，需準(zhǔn)確建立港口大氣污染物排放清單。

廈門港東渡港區(qū)的港口大氣污染物主要包括港區(qū)貨種裝卸、儲運產(chǎn)生大氣污染源以及港區(qū)作業(yè)機(jī)械與車輛大氣污染源。本研究通過對東渡港區(qū)污染物排放現(xiàn)狀的調(diào)查，以煤堆場、有機(jī)物儲罐區(qū)、港口作業(yè)機(jī)械以及港區(qū)內(nèi)集疏運車輛為研究對象，調(diào)研東渡港區(qū)四大污染源的相關(guān)活動水平；在綜合國內(nèi)外排放系數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合廈門市湖里區(qū)的實際情況，基于確定的估算方式計算東渡港區(qū)港口大氣污染物排放清單。

1 堆場及裝卸過程中揚(yáng)塵排放清單

1.1 國內(nèi)外研究進(jìn)展簡介

國外對于顆粒物起塵問題的研究最初以風(fēng)沙粒作為突破口，提出了沙粒的典型運動形式，如躍移、蠕移以及塵粒的懸浮運動［1］。自20 世紀(jì)70 年代開始，許多學(xué)者開展研究定量確定散料堆場懸浮顆粒物排放因子和散料裝卸作業(yè)過程中各類活性的責(zé)任分擔(dān)率等［2］。與國外相比，我國對于散貨物料顆粒物起塵排放問題的研究主要利用風(fēng)洞試驗對風(fēng)速、含水率、粒徑、風(fēng)向以及多堆間的相互影響等因素進(jìn)行分析，并進(jìn)行了單因素不同風(fēng)速以及多因素不同風(fēng)速的大量風(fēng)洞試驗，通過數(shù)據(jù)分析總結(jié)出了較為簡便的起塵量估算公式［3-4］。

1.2 研究方法

以東渡港區(qū)散貨堆場污染源為研究對象，依據(jù)《揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》中推薦的方法，對東渡港區(qū)散貨堆場分布情況及相關(guān)活動數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研，同時通過文獻(xiàn)資料調(diào)研，選取合適的污染物排放系數(shù)；基于上述方法與資料，估算大型散料堆場揚(yáng)塵源排放顆粒物總量。

1.2.1 散貨堆場裝卸揚(yáng)塵

堆場裝卸時引起的揚(yáng)塵量采用《揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

式中，W1為堆場的裝卸揚(yáng)塵量；Eh為堆場裝卸運輸過程的揚(yáng)塵顆粒物排放系數(shù)；m為每年料堆物料裝卸總次數(shù)；GYi為第i次裝卸過程的物料裝卸量；ki1為裝卸過程中產(chǎn)生的顆粒物粒度乘數(shù)；u為地面平均風(fēng)速；M1為物料含水率；η1為堆場操作揚(yáng)塵控制措施的控制效率。

對于上述公式中各參數(shù)，ki1、η1采用上述《技術(shù)指南》中推薦值；m、GYi通過對東渡港區(qū)活動量調(diào)研取得；u根據(jù)廈門的水平年（選取為2015年）氣象資料取得；M1則通過選取典型物料含水率進(jìn)行實測取得。

1.2.2 散貨堆場風(fēng)蝕揚(yáng)塵

堆場風(fēng)蝕引起的揚(yáng)塵量采用《揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

式中，W2為煤堆場的風(fēng)蝕揚(yáng)塵量；EW為料堆受到風(fēng)蝕作用的顆粒物排放系數(shù)；AY為料堆表面積；ki2為物料的粒度乘數(shù)；Pi為第i次擾動中觀測的最大風(fēng)速的風(fēng)蝕潛勢。

對于上述公式中各參數(shù)，ki2、η2采用《技術(shù)指南》中推薦值；AY通過對東渡港區(qū)活動量調(diào)研取得；Pi則由廈門的水平年風(fēng)速資料、料堆受擾動次數(shù)、地面粗糙度等參數(shù)計算得出。

1.2.3 散貨堆場四周道路揚(yáng)塵

道路揚(yáng)塵量主要考慮堆場四周鋪裝道路的揚(yáng)塵量。道路的揚(yáng)塵排放量計算公式采用《揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》推薦公式估算，具體如下：

對于鋪裝道路，道路揚(yáng)塵源排放系數(shù)計算公式：

式中：W3為道路揚(yáng)塵源中顆粒物的總排放量；LR為道路長度；NR為一定時期內(nèi)車輛在該段道路上的平均車流量；nr為不起塵天數(shù)；EPi鋪裝道路的揚(yáng)塵排放系數(shù)；ki3為產(chǎn)生的揚(yáng)塵的粒度乘數(shù)；sL為道路積塵負(fù)荷，g/m2；W為平均車重；η3為污染控制技術(shù)對揚(yáng)塵的去除效率。

對于上述公式中各參數(shù)，ki3、η3采用上述《技術(shù)指南》中推薦值；LR、NR、W為通過對東渡港區(qū)活動量調(diào)研取得；nr則根據(jù)廈門的水平年氣象資料取降水量大于0.25 mm/d 的天數(shù)；sL則類比采用南京港的實測數(shù)據(jù)。

1.3 排放清單建立

根據(jù)以上方法計算，廈門港東渡港區(qū)各干散企業(yè)2015 年裝卸揚(yáng)塵的 TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為824.6 t、570.0 t 和 109.0 t；各干散企業(yè) 2015 年風(fēng)蝕揚(yáng)塵的TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為121.22 t、64.01 t和31.49 t；各干散企業(yè)2015 年堆場道路揚(yáng)塵的TSP、PM10、PM2.5年排放量分別為102.54 t、26.05 t和7.56 t。

港區(qū)貨種揚(yáng)塵通過風(fēng)蝕揚(yáng)塵、裝卸揚(yáng)塵以及道路揚(yáng)塵排放的排放量占比如圖1 所示。由圖1 可以看出，裝卸揚(yáng)塵的排放占比最大，其次是風(fēng)蝕揚(yáng)塵，最后是道路揚(yáng)塵，因此針對港口堆場揚(yáng)塵排放控制時，應(yīng)注重裝卸揚(yáng)塵的控制。

圖1 2015年東渡港區(qū)碼頭不同類型揚(yáng)塵排放占比

不同貨種產(chǎn)生的揚(yáng)塵排放量占比如圖2 所示。由圖2 可以看出，煤炭的揚(yáng)塵排放量最高，其次是砂石，最后是礦石。

圖2 2015年港口碼頭不同貨種揚(yáng)塵排放占比

2 液散碼頭VOCs排放清單

2.1 國內(nèi)外研究進(jìn)展簡介

美國國家環(huán)保署（EPA）對化學(xué)品儲罐呼吸的VOCs 排放量提出了一套完整的計算方法［5］，美國石油協(xié)會（API）在此計算方法基礎(chǔ)上編寫了儲罐污染物排放計算模型Tanks。同時，港口碼頭裝卸過程中及各環(huán)節(jié)管線組件泄漏均會產(chǎn)生VOCs 的排放，美國環(huán)?？偸鸸嫉摹癊missions Factors&AP 42，Compilation of Air Pollutant Emission Factors”中對油品裝卸過程中的VOCs 排放及各管線組件泄漏亦提出了一套完整的計算方法［6］。我國SH/T3002—2000《石油庫節(jié)能設(shè)計導(dǎo)則》對美國EPA 中的“大小呼吸”排放量計算公式進(jìn)行了修正，可較為方便地直接應(yīng)用于我國常見拱頂罐和內(nèi)外浮頂油罐的“大小呼吸”排放量的計算［7-8］。

2.2 研究方法

以東渡港區(qū)有機(jī)物儲罐區(qū)等污染源為研究對象，對東渡港區(qū)有機(jī)物儲罐區(qū)分布情況及相關(guān)活動數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研，同時通過文獻(xiàn)資料調(diào)研，選取合適的污染物排放系數(shù)?；谏鲜龇椒ㄅc資料，估算有機(jī)物儲罐區(qū)“大小呼吸”作用導(dǎo)致的VOCs排放總量。

2.2.1 儲罐呼吸的VOCs排放

利用美國國家環(huán)保署（USEPA）公布“Emissions Factors&AP 42”中的液散裝卸VOCs 計算公式，及其推薦的儲罐呼吸VOCs 計算模型Tanks4.0.9，同時集成廈門市2015年日均氣象資料（風(fēng)速、溫度、氣壓等）等本地化參數(shù)。

2.2.2 裝卸過程的VOCs排放

裝卸過程的VOCs 的排放采用EPA 推薦“Emissions Factors&AP 42”中公式計算。

式中：LL注油裝載損失；MY物料相對分子質(zhì)量；P裝載液體真實蒸汽壓；T裝載液體溫度；S飽和系數(shù)。

對于上述公式中各參數(shù)，S采用上述公式中推薦值；MY、P、T通過對東渡港區(qū)液散貨種類型活動量調(diào)研取得。

2.2.3 管道輸送的VOCs排放

東渡港的管線VOCs泄露排放量公式如下。

式中：LG為管線組件的VOCs總排放量；FA為管線組件泄漏排放系數(shù)；N為東渡港液散的管線周轉(zhuǎn)量。其中N通過對東渡港區(qū)液散管線作業(yè)活動量調(diào)研取得，F(xiàn)A則取國內(nèi)同類港口研究數(shù)據(jù)。

2.3 排放清單建立

根據(jù)以上方法計算，計算出2015 年東渡港區(qū)涉及液散裝卸的企業(yè)VOCs排放量44.06 t。東渡港區(qū)各環(huán)節(jié)VOCs排放比例見圖3所示。

3 港作機(jī)械和港區(qū)集疏運車輛大氣污染物排放清單

3.1 國內(nèi)外研究進(jìn)展簡介

一般認(rèn)為港口作業(yè)機(jī)械的污染物排放與機(jī)械數(shù)量、機(jī)械種類、機(jī)械工作時間、運行工況等相關(guān)。張禮俊等［9］建立了珠江三角洲非道路移動源排放清單，為決策者制訂合理的大氣污染控制措施提供了依據(jù)和參考；譚華等［10］計算了上海港碼頭作業(yè)機(jī)械的大氣污染物排放量，對港口作業(yè)機(jī)械污染物排放計算方法進(jìn)行了上海本地化校正；賈旭等［11］估算了南京港龍?zhí)都b箱碼頭大氣污染物的排放。

圖3 東渡港區(qū)各環(huán)節(jié)VOCs排放比例

3.2 研究方法

以東渡港區(qū)港作機(jī)械以及運輸車輛為研究對象，調(diào)研并梳理港口作業(yè)機(jī)械與集疏運車輛類型、數(shù)量及相關(guān)活動數(shù)據(jù)，參考《非道路移動源大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》以及其他相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)中港作機(jī)械及運輸車輛的大氣污染物排放量計算方法，采用燃油消耗法進(jìn)行港口作業(yè)機(jī)械及運輸車輛污染物排放量的計算，在此基礎(chǔ)上建立東渡港區(qū)港作機(jī)械及運輸車輛排放清單。

3.2.1 港作機(jī)械污染物排放

燃油機(jī)械污染排放的估算方法選擇燃油消耗法。具體計算公式如下：

式中，Ii表示港作機(jī)械第i種污染物排放量；EFi表示港作機(jī)械第i種污染物的排放因子；C表示港作機(jī)械總?cè)加拖牧?；CFi表示港作機(jī)械第i種污染物排放量的修正因子。

對于上述公式中各參數(shù)，EFi采用類似港口的港作機(jī)械排放因子；C通過對東渡港區(qū)液散貨種類型活動量調(diào)研取得。

3.2.2 集疏運車輛污染物排放

港區(qū)集疏運車輛排放僅針對進(jìn)出港口的集疏運車輛在港區(qū)內(nèi)部行駛產(chǎn)生的大氣污染，其出港口的排放量不在計算范圍內(nèi)，本課題采用基于燃料消耗的方法，估算港區(qū)內(nèi)集疏運車輛NOx、CO、烴類及SO2等大氣污染物的排放。具體如下：

式中，El表示貨車第l種污染物排放量；EFl表示貨車第l種污染物的排放因子；C表示貨車總?cè)加拖牧?；CFl表示貨車第l種污染物排放量的修正因子。

由于集疏運車輛的總?cè)加拖牧侩y以直接獲得，本次研究擬采用咨詢企業(yè)和典型車輛調(diào)研的方法獲取各類型車輛的單車百公里油耗，以各類型貨車進(jìn)出港口次數(shù)和單次平均行駛里程的乘積作為各類貨車在港區(qū)內(nèi)的行駛里程。貨車污染物排放因子參考《環(huán)境保護(hù)實用數(shù)據(jù)手冊》獲得。

3.3 排放清單建立

2015 年東渡港區(qū)港作機(jī)械污染物排放量計算為：NOx226.2 t/a，VOCs 34.9 t/a，CO 186.9 t/a，PM1028.3 t/a，SO217.1 t/a。

2015 年東渡港區(qū)集疏運車輛污染物排放量計算為：NOx46.86 t/a，CO 28.49 t/a，SO23.42 t/a，烴類4.69 t/a。

總體來說，港區(qū)港作機(jī)械污染物排放量大于集疏運車輛的污染物排放量。

5 結(jié)語

根據(jù)東渡港區(qū)污染物排放清單研究結(jié)果，對于揚(yáng)塵的不同來源途徑，裝卸揚(yáng)塵的排放占比最大，其次是風(fēng)蝕揚(yáng)塵，最后是道路揚(yáng)塵；對于貨種，煤炭的揚(yáng)塵排放量最高，其次是砂石，最后是礦石。東渡港區(qū)集裝箱、干散貨碼頭的 SO2、NOx、CO 排放量較大；對于VOCs，其來源主要為液散碼頭以及港作機(jī)械排放。

考慮到本研究以廈門東渡港區(qū)為研究范圍，建立了2015 年港口大氣污染物排放清單，但僅一個港區(qū)的排放清單無法說明其污染物排放量占整個廈門市乃至福建省的大氣污染排放的比重。今后在建立清單的過程中，可確定清單編制所需的數(shù)據(jù)類型以及來源途徑，建立港口大氣污染物動態(tài)排放清單，動態(tài)跟蹤港區(qū)大氣污染物排放情況，跟蹤評估管理和控制措施的落實情況以及環(huán)境效益，為管理部門的監(jiān)管提供有力的依據(jù)。