劉鋼 趙芳

湖南省長沙生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心

一、引言

近年來，我國空氣質(zhì)量總體得到較大改善，但京津冀、長三角等區(qū)域的重污染天氣仍時有發(fā)生,與此同時，城市大氣臭氧污染問題也日漸突出[1-3]。這些大氣污染問題會對我國人民群眾的身體健康和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。大氣污染物排放源清單指各種排放源在一定時間跨度和空間區(qū)域內(nèi)向大氣中排放的大氣污染物的量的集合,建立全面、準(zhǔn)確的區(qū)域大氣污染物排放信息對于識別區(qū)域復(fù)合大氣污染源和開展區(qū)域大氣污染控制都具有非常重要的意義[4-7]。多位學(xué)者雖已對大城市或特大城市開展了較多污染源排放清單研究工作［8-11］。因此，為摸清長沙市大氣污染物排放情況，提升大氣污染防治科學(xué)性和精準(zhǔn)性，提高空氣質(zhì)量預(yù)報準(zhǔn)確性，堅決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，按照《湖南省大氣污染防治2018年度實施方案》文件要求及長沙市相關(guān)會議精神，長沙市啟動了2017至2019年度大氣污染源排放清單編制。

二、材料與方法

（一）研究區(qū)域及估算方法

本研究以2019年為基準(zhǔn)年，包括長沙市所轄6個市轄區(qū)、3個縣（市）。針對SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCS和NH39種污染物，參照國家清單編制指南，依據(jù)長沙市大氣污染源特征和污染物產(chǎn)生機(jī)理及排放特征，按部門/行業(yè)、原料/產(chǎn)品、燃燒/工藝技術(shù)以及末端控制技術(shù)將每類排放源分為四級，逐級建立排放源的分類分級體系。第三級排放源重點識別排放量大、受燃燒/工藝技術(shù)影響顯著的重點排放源。對于排放量受燃燒/工藝技術(shù)影響不大的燃料和產(chǎn)品，第三級層面不細(xì)分，在第二級下直接建立第四級分類。在指南分類的基礎(chǔ)上，刪除長沙本地不涉及的排放源，例如鋼鐵冶煉；增加補(bǔ)充電子產(chǎn)品制造等的分類。大氣污染源排放清單分類體系見表1。

表1 長沙市大氣污染源排放清單分類體系Table 1 Classifi cation system of air pollutants emission inventory in Changsha

本研究參考國家環(huán)保部編制的《城市大氣污染物排放清單編制工作手冊》（中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，2015）及環(huán)保部頒發(fā)的各項清單編制指南，綜合采用排放系數(shù)法和物料衡算法建立長沙市2019年人為源大氣污染物排放清單。

（二）數(shù)據(jù)來源

活動水平數(shù)據(jù)主要來源于統(tǒng)計年鑒、環(huán)境統(tǒng)計（以下簡稱環(huán)統(tǒng)）、現(xiàn)場調(diào)研、遙感影像等。統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)主要用于面源活動水平數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)間的校核；環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)用于工業(yè)點源活動水平數(shù)據(jù)的獲?。滑F(xiàn)場調(diào)研補(bǔ)充完善環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中缺失信息及數(shù)據(jù)間的校核；高分遙感影像主要用于辨識裸土圖斑及加油站、工業(yè)企業(yè)的具體位置及核實路網(wǎng)信息。本次研究使用的排放系數(shù)選取主要參考清單編制指南及技術(shù)手冊的系數(shù)。

結(jié)合資料調(diào)研、部門調(diào)研、實地調(diào)研等方式，在2017年和2018年大氣污染物排放源清單的基礎(chǔ)上，進(jìn)行重點工業(yè)企業(yè)的實地調(diào)查，更新大氣污染源基礎(chǔ)信息，主要包括活動水平和排放系數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，共納入計算的涉氣企業(yè)7064家，其中調(diào)查更新工業(yè)企業(yè)853家，其他企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行面源補(bǔ)充更新，完成長沙市2019年活動水平數(shù)據(jù)庫的建立，包括電力熱力、工業(yè)鍋爐、生活燃燒源、工業(yè)過程源、揚(yáng)塵源、移動源、生物質(zhì)燃燒源、非工業(yè)溶劑使用源、農(nóng)業(yè)源、儲存運(yùn)輸源、廢棄物處理源、餐飲源共十二類一級排放源。

三、結(jié)果與討論

（一）排放源清單

測算結(jié)果顯示，2019年長沙全市電力熱力、工業(yè)鍋爐、生活燃燒源、移動污染源（道路移動源和非道路移動源）、揚(yáng)塵排放源、工業(yè)過程源、非工業(yè)溶劑使用源、儲存運(yùn)輸源、農(nóng)業(yè)污染源、生物質(zhì)燃燒源、廢棄物處理源和餐飲源等十二類人為源各類污染物的排放量分別為：SO2為0.6萬噸、NOX為6.3萬噸、CO為11.0萬噸、PM10為5.4萬噸、PM2.5為1.9萬噸、BC為0.1萬噸、OC為0.4萬噸、VOCs為5.4萬噸、NH3為2.9萬噸。各類污染物排放總量詳見表2。

表2 2019年長沙市大氣污染源排放清單（單位：t/a）Table 2 Emission list of air pollution sources in Changsha in 2019 (unit: t/a)

（二）長沙市大氣污染物排放特征

1.長沙市大氣污染源排放貢獻(xiàn)率分析

SO2的主要貢獻(xiàn)源為工業(yè)鍋爐，貢獻(xiàn)率為41.0%；NOx、CO的主要貢獻(xiàn)源為道路移動源，貢獻(xiàn)率分為55.1%、35.0%；PM10和PM2.5的主要貢獻(xiàn)源為揚(yáng)塵源，貢獻(xiàn)率分別為61.3%和42.6%；BC的主要貢獻(xiàn)源為非道路移動源，貢獻(xiàn)率為35.4%，OC的主要貢獻(xiàn)源為生物質(zhì)燃燒源，貢獻(xiàn)率為42.1%；VOCs主要來自非工業(yè)溶劑使用源的排放，貢獻(xiàn)率為36.9%；NH3的主要貢獻(xiàn)源為農(nóng)業(yè)源，貢獻(xiàn)率為88.3%。各類污染源對大氣污染物的貢獻(xiàn)率詳見表3。

表3 長沙市2019年各類污染源對大氣污染物的貢獻(xiàn)率Table 3 Contribution rate of various pollution sources to air pollutants in Changsha in 2019

2.長沙市重點污染物排放情況

依據(jù)各源類活動水平調(diào)查數(shù)據(jù)，按照國家環(huán)保部頒發(fā)的各類污染源排放清單編制技術(shù)指南，采用排放系數(shù)法測算長沙市重點污染物的排放情況，詳見表4。

表4 長沙市2019年重點污染物排放源占比Table 4 Proportion of key pollutant emission sources in Changsha in 2019

細(xì)顆粒物（PM2.5）排放量為1.9萬噸，其中揚(yáng)塵源排放占42.6%，工業(yè)過程源占19.8%，餐飲源占13.0%，生物質(zhì)燃燒源占12.6%，非道路移動源占4.6%，道路移動源占3.4%，工業(yè)鍋爐排放占2.0%，生活燃燒源占1.3%，電力熱力生產(chǎn)排放占0.7%。揚(yáng)塵源為PM2.5的第一大排放源。

可吸入顆粒物（PM10）排放量為5.4萬噸，其中揚(yáng)塵源排放占61.3%，工業(yè)源占22.2%，餐飲排放源占5.8%，生物質(zhì)燃燒源占4.7%，工業(yè)鍋爐排放占1.9%，非道路移動源占1.8%，道路移動源占1.3%，生活燃燒源占0.7%，電力熱力生產(chǎn)排放占0.3%。揚(yáng)塵源為PM10的第一大排放源。

氮氧化物（NOx）排放量為6.3萬噸，其中道路移動源排放占55.1%，非道路移動源占25.4%，工業(yè)過程源占4.4%，工業(yè)鍋爐占5.6%，電力熱力生產(chǎn)排放占4.3%，生物質(zhì)燃燒源占2.7%，生活燃燒源占2.5%。道路移動源為NOx的第一大排放源。

二氧化硫（SO2）排放量為0.6萬噸，其中工業(yè)鍋爐源排放占40.9%，工業(yè)過程源占21.7%，電力熱力源占11.6%，生活燃燒源占10.6%，生物質(zhì)燃燒源占7.8%，非道路移動源占5.6%，道路移動源占1.8%。工業(yè)鍋爐源為SO2的第一大排放源。

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放量為5.4萬噸，其中非工業(yè)溶劑使用源排放占36.9%，工業(yè)過程源占21.6%，道路移動源占15.9%，儲存運(yùn)輸源占7.4%，生物質(zhì)燃燒源占5.9%，非道路移動源占5.9%，餐飲源占4.1%，電力熱力生產(chǎn)排放占1.0%，生活燃燒源占0.6%，廢棄物處理源排放占0.5%，工業(yè)鍋爐排放占0.2%。非工業(yè)溶劑使用源為VOCs的第一大排放源。

氨（NH3）排放量為2.9萬噸，其中農(nóng)業(yè)污染源排放占88.3%，道路移動源占4.1%，廢棄物處理源占3.5%，生物質(zhì)燃燒源占1.6%，電力熱力源占1.4%，工業(yè)過程源占1.1%。農(nóng)業(yè)污染源為NH3的第一大排放源。

熟料、水泥和水泥制品產(chǎn)業(yè)，SO2、NOx主要來自于燃料燃燒以及熟料生產(chǎn)過程中的排放，其顆粒物主要來源于原料破碎、粉磨、攪拌等工序過程中產(chǎn)生的無組織粉塵。水泥和熟料為工業(yè)源顆粒物排放的最主要來源。

汽車制造產(chǎn)業(yè)，主要污染物為VOCs，其排放量為1865.9噸，占工業(yè)行業(yè)排放的15.1%。VOCs產(chǎn)污環(huán)節(jié)為涂膠、零件清洗、熱處理、噴漆等、烘干工序。

涂料制造產(chǎn)業(yè)，主要污染物為VOCs，其排放量為1968.9噸，占工業(yè)行業(yè)排放的15.9%。VOCs主要產(chǎn)生于配料、混合攪拌、反應(yīng)等過程中，特別是無組織VOCs的排放。

設(shè)備制造行業(yè)，主要污染物為VOCs，其排放量為1358.6噸，占工業(yè)行業(yè)排放的11.0%。主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)有涂膠、零件清洗、熱處理、噴漆等工序。

4.大氣面源污染特征

機(jī)動車尾氣排放的特征污染物有PM10、PM2.5、NOx和VOCs。重型柴油車排放的污染物主要有PM10、PM2.5、NOx。主要原因是當(dāng)柴油貨車載荷較重時，柴油與空氣在發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)難以混合均勻，油氣混合物在高溫缺氧的條件下容易炭化形成炭煙，造成更多的炭黑顆粒排放。載客汽車排放的特征污染物為VOCs，主要是因為載客汽車的燃料是汽油，在怠速或低速或急加速的條件下會排放大量的VOCs，同時汽油車的蒸發(fā)排放也是VOCs的主要排放來源。

非道路移動機(jī)械排放的污染物主要以NOx和VOCs為主。其中，工程機(jī)械排放最大，對各污染物排放的貢獻(xiàn)率在50%左右，其次是農(nóng)業(yè)機(jī)械和船舶的排放貢獻(xiàn)。非道路移動源中燃油品質(zhì)是影響排放的關(guān)鍵因素。

施工工地?fù)P塵和機(jī)動車道路揚(yáng)塵是PM10和PM2.5的重要排放源。中心城區(qū)（芙蓉區(qū)、天心區(qū)、岳麓區(qū)、開福區(qū)、雨花區(qū)、望城區(qū)、長沙縣、高新區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)）因建筑工地較多，主要以施工揚(yáng)塵排放為主；瀏陽市和寧鄉(xiāng)市的道路長度較長，非等級道路揚(yáng)塵負(fù)荷較大，主要以道路揚(yáng)塵排放為主。

（三）排放清單結(jié)果對比

2019年與2018年、2017年長沙市人為源大氣污染源排放清單對比，詳見表5，從各污染物排放總量來看，長沙市2019年各污染物排放總量較2018年均有所下降，其中SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的下降比例分別為45.5%、4.5%、11.5%、17.4%、10.0%和6.5%。2019年較2017年SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的下降比例分別為57.1%、4.5%、23.9%、29.6%、15.6%和3.3%。

表5 三年排放清單結(jié)果對比（單位:萬噸）Table 5 Comparison of emission inventory results in three years (unit: 10000 tons)

四、結(jié)論

長沙市2019年人為源SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCs、NH3為排放總量分別為0.6萬噸、6.3萬噸、11.0萬噸、5.4萬噸、1.9萬噸、0.1萬噸、0.4萬噸、5.4萬噸、2.9萬噸。

從污染物的貢獻(xiàn)率來看，SO2的主要貢獻(xiàn)源為工業(yè)鍋爐，貢獻(xiàn)率為41.0%；NOx、CO的主要貢獻(xiàn)源為道路移動源，貢獻(xiàn)率分為55.1%、35.0%；PM10和PM2.5的主要貢獻(xiàn)源為揚(yáng)塵源，貢獻(xiàn)率分別為61.3%和42.6%；BC的主要貢獻(xiàn)源為非道路移動源，貢獻(xiàn)率為35.4%，OC的主要貢獻(xiàn)源為生物質(zhì)燃燒源，貢獻(xiàn)率為42.1%；VOCs主要來自非工業(yè)溶劑使用源的排放，貢獻(xiàn)率為36.9%；NH3的主要貢獻(xiàn)源為農(nóng)業(yè)源，貢獻(xiàn)率為88.3%。

從時間變化來看，長沙市大氣污染物排放總量逐年下降，2019年較2017年主要污染物SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的分別下降57.1%、4.5%、23.9%、29.6%、15.6%和3.3%。