雾霾来源及治理措施

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  摘要 基于十八届五中全会提出的“绿色”发展理念和目前我国各地空气污染状况,运用近年来空气质量监测资料,分析了湖北省黄石市空气质量现状特征。结果表明,黄石市的空气质量有所好转,部分污染物的排放有所减少,但大气质量的变化呈现明显的季节性。根据黄石市地区具体情况,分析了导致雾霾现象的原因,并提出相应的对策。
  关键词 雾霾;大气污染物;来源;治理措施
  中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0073-03
  Key words Based on the "green" development philosophy proposed by the Fifth Plenary Session of the 18th CPC Central Committee and the current air pollution situation of China using air quality monitoring data in recent years,the characteristics of air quality in Huangshi City of Hubei Province were analyzed.The study showed that air quality in Huangshi had improved,some of the pollutant emission had reduced,but the change of atmospheric quality had obvious seasonal characteristic.According to the specific circumstances of Huangshi City,the causes of fog and haze phenomenon were analyzed,the corresponding countermeasures and suggestions were put forward.
  Abstract Fog and haze;Atmospheric pollutant;Source;Control measure
  2015年12月,中央城市工作会议在北京举行,会上强调:贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,坚持以人为本、科学发展、改革创新、依法治市,转变城市发展方式,完善城市治理体系,提高城市治理能力,着力解决城市病等突出问题,不断提升城市环境质量、人民生活质量、城市竞争力,建设和谐宜居、富有活力、各具特色的现代化城市。2015年12月,黄石市成功入选“全球韧性城市”。“全球100韧性城市”项目旨在通过为城市制订和实施韧性计划及提供技术支持与资源,帮助城市打造韧性,提升城市抵御外来冲击、灾害的能力。
  雾霾是气象学中对雾和霾组合形成的天气现象的名称概括。近年来,雾霾持续频繁发生,程度日益严重,对人类赖以生存的环境造成了破坏性影响,对人们身体健康和生命安全构成了严重危害。黄石市的雾霾问题必将成为韧性城市打造的一个障碍,成为经济社会环境协调发展的一个重大问题。在环境保护已成为新一届政府重要职责的共识下,地方政府治理雾霾的责任更加重大。某种意义上,雾霾考验着地方政府的治理能力和水平,是目前亟待破解的难题[1-2]。笔者在黄石市环保局、黄石市气象局等相关职能部门调研的基础上,对黄石市雾霾来源和产生的原因进行分析,构建治理框架,为黄石市地方政府治理雾霾提供有针对性的建议。
  1 空气质量现状
  黄石市是一个老牌的工业化城市,城市依托丰富矿产资源而发展起来[3], 城市经济发展迅速,但大程度地开采资源对自然环境造成损害,污染了空气环境,因此被称为“光灰城市”。近年来,黄石市由于可开采矿产资源趋于枯竭,城市面临产业转型的挑战,同时,随着产业结构向其他部门转变,城市开始注重环境的治理与生态的改善,并取得显著成效,环境质量有所好转[4-5]。但近年来黄石市出现季节性的雾霾天气,对人们的出行造成不便,危害市民的身体健康。雾霾主要组分是二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物,前两者为气态污染物,可吸入颗粒物是加重雾霾天气的“罪魁祸首”,主要是可吸入颗粒物PM10和可入肺颗粒物PM2.5[6]。
  根据PM2.5检测网的空气质量新标准,24 h平均标准值:优0~35 μg/m3,良35~75 μg/m3,轻度污染75~115 μg/m3,中度污染115~150 μg/m3,重度污染150~250 μg/m3,严重污染250 μg/m3及以上。根据我国空气污染指数(API)的分级标准,0~50为1级标准,大气质量优;51~100为2级标准,空气质量良;101~200为3级标准,大气轻度污染;201~300为4级标准,大气中度污染;>300为5级标准,大气重度污染[7-8]。
  由表1可知,2015年黄石市PM2.5的月均值有4个月超过了2级标准,其中有3个月在秋冬季节,说明冬季大气PM2.5含量高于夏季;PM10含量全年显著高于PM2.5含量,且PM10含量也是秋冬季偏高,最高在1月,达174 μg/m3,这使秋冬季大气污染严重,形成雾霾天气的概率高。2015年,有轻度污染的天数88 d,中度污染天数21 d,重污染天数11 d,说明2015年黄石市雾霾天气较多,大气污染较严重,大气污染的治理亟待解決。由这些污染天数形成的月份可知,雾霾天气的形成与PM2.5和PM10的含量密切相关,因此,雾霾天气主要出现在秋冬季。
  2 雾霾来源分析
  2.1 大气污染的变化
  黄石市空气环境质量监测的地区有市辖区、大冶市及阳新县,均采用自动监测法,执行二级标准。监测项目为可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)。2010—2015年黄石市区大气中各类污染物变化见图1。   由图1可知,2010—2015年,API浓度总体呈上升趋势,2012年有所下降,2012—2015年不断上升,2015年API浓度最高,表明2015年大气质量差,雾霾天气出现相对频繁;可吸入颗粒物PM10含量出现2次峰值,分别在2011年和2014年,2012年达到最低值,2015年呈下降趋势,这说明黄石市对大气污染采取了有效的治理措施。 2010—2015年黄石市二氧化硫和二氧化氮的浓度整体呈上升趋势,但在2014年有所下降,SO2浓度下降幅度较大,这2类污染物的主要来源是机动车尾气和工矿污染排放,说明黄石市在2014年工业污染物减少,大气质量有所好转;同时,2014年NO2浓度开始超过SO2的浓度,一直到2015年呈持续上升趋势,表明目前对NO2浓度的遏制刻不容缓。
  由图2可知,2014—2015年黄石市空气质量变化:Ⅰ、Ⅱ级天数即天气状况为优良的天数有减少趋势,尤其是Ⅱ级天数明显减少且呈不稳定变化,说明2105年空气质量下降且呈季节性差异;Ⅲ、Ⅳ级天数除在2014年1月和12月较多外,2014年其他月份均很少,但2015年Ⅲ、Ⅳ级天数显著增多,I级天数减少,表明2015年空气质量较差,雾霾天气增多。
  2.2 雾霾天气成因分析
  雾霾天气的形成是多种因素共同作用的结果,一方面与地形、气象等条件有关;另一方面与人类的生产和生活活动导致悬浮颗粒物和气态污染物的增加有关[9]。调查发现,人类活动是雾霾严重的主要原因,在人类活动方面,应从经济发展方式、产业结构、生活方式的改变、政府保护政策、城市规划等方面进行深入分析。
  2.2.1 污染物的排放。
  黄石市是老牌的工矿城市,冶金、挖矿等作业使城市空气污染十分严重。2010—2015年黄石市大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物为二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘。工业二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放主要集中在冶炼、电力和建材三大行业,其中,二氧化硫、氮氧化物排放量分别占工业排放总量的82.28%、84.89%,烟(粉)尘排放量占重点工业排放总量的86.79%。
  由图3可知,黄石市大气环境污染仍以煤烟型为主,近几年大气污染物排放量的主要貢献是工业污染排放。虽然黄石市近年来在资源枯竭的背景下努力寻求产业结构的转型和经济发展方式的改变,这在一定程度上降低了黄石市的大气污染情况,使黄石市的空气优良天数逐年增加,但黄石市每年在秋冬季节仍存在雾霾天气的危害。
  2.2.2 农村秸秆燃烧。
  秋季粮食收获后留下的大量秸秆被焚烧,不仅造成了资源浪费,还污染了空气,影响人们健康。近几年,黄石市大面积焚烧秸秆较少见。虽然黄石市大面积焚烧秸秆行为管控较好,但污染具有流动性,外地焚烧同样会对黄石市雾霾的产生有贡献。因此,外部输入也是黄石市雾霾产生的原因之一。这也是强调雾霾等污染问题区域协调治理的原因。
  2.2.3 机动车尾气的排放。
  随着经济发展,机动车越来越多,2010—2015年黄石市机动车数量持续快速增加,机动车尾气逐渐成为大气污染新的制造者。虽然目前机动车尾气在大气污染物总量中所占比重不大,但机动车尾气会增加大气的氧化性,形成更多二次气溶胶,导致更多雾霾天气发生。
  2.2.4 生活方式导致下垫面的改变。
  近年来,随着黄石市人口的增加和经济的发展,各种城市建设迅速发展,如国贸、摩尔城、武商、万达广场的入驻,使城市的高层大楼越来越多,建筑物的密度也随之增加,这必然导致下垫面的改变。下垫面的阻挡和摩擦作用使区域风明显减弱,水平方向静风现象增多,污染物难以扩散和稀释,积聚在城市内部,无雾霾天气的产生减少了阻碍,加剧城市雾霾发生的强度。
  2.2.5 气象条件。
  雾霾天气形成的季节性很明显,绝大多数地区的雾霾天气均形成于秋冬季。雾霾形成除需要足够多的大气污染物外,还需要合适的气象条件,如风速、气温、大气相对湿度、大气稳定度等。冬季气温较低、气压高、降水量稀少、气候干燥、风速较小、日照时数少、大气层结稳定、大气逆温出现频率和强度较高,大气污染物不易稀释和沉降,容易形成雾霾天气。反之,夏季雾霾天气日数较少,主要是因为夏季人们较少使用化石燃料,加之夏季气温高,太阳辐射强烈,空气对流旺盛,大气层结不稳定,大气污染物容易扩散,同时大量降水沉降和稀释作用,大气中气溶胶粒子大量减少,不易形成雾霾天气。
  3 雾霾治理对策
  (1)针对工业污染物的排放,政府要完善有关工业规章制度,继续大力促进产业结构的升级和经济发展方式的转变,发展黄石市旅游业、服务业等,建设生态园林景观。对污染严重的企业要进行污染物的达标排放,不能无限制地排放,减少雾霾的污染物来源,从源头上治理雾霾。
  (2)在农业上,引进技术,继续大力提倡秸秆的正确有效处理,提高秸秆资源利用率。首先,秸秆可以作为牲畜的食物;其次,在田里堆肥,秸秆在田中腐烂后,可以增强土壤的持水能力和肥力,弥补消耗的土壤肥力;再次,可以转换成绿色燃料,玉米秸秆可以在微生物的作用下发酵成乙醇,甚至在有的国家,秸秆还被制作成艺术造型,成为农田中的一大景观。
  (3)生活上,呼吁市民乘坐公交车、骑自行车或电动车出行,减少私家车过多带来的机动车尾气排放污染,降低大气中二氧化硫含量。
  (4)黄石市环保部门要认识到城市雾霾的危害性,把治理雾霾提高到重要位置,制订有关环境保护的政策条例,让其他各项环境保护行为有法可依。大气是城市环境的重要部分,但不是独立的部分,与水环境、生态环境、社会环境都互相影响、互相制约、相辅相成。有关部门在制订对策时,要全面综合地考虑,不能只顾其一。
  (5)运用高科技手段,建立大气雾霾检测系统,实时准确地检测大气环境数据,并进行公布,制定应急机制,有针对地进行治理,提高治理效率。
  4 小结
  该研究通过对2015年黄石市空气质量现状的分析,比较了2010—2015年黄石市大气污染物的变化情况,分析了黄石市雾霾天气的成因及影响因素。结果表明,近年来,黄石市空气平均综合污染指数总体上无降低,但2015年黄石市III级和IV级的天数显著增多,秋冬季天气状况呈恶化趋势,黄石市空气质量变化具有明显的季节性,春夏季空气质量较好,秋冬季质量较差。黄石市雾霾天气主要是由工业排放的悬浮细颗粒物和气态污染物增加引起的,此外人类活动所导致下垫面的改变以及气象条件对雾霾天气的形成也有重要影响。结合黄石市的具体情况,分别从政策和行动方面提出了解决雾霾问题、建设生态文明城市的建议。
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