鄧麗

（張掖市環(huán)境監(jiān)測站，甘肅張掖 734000）

張掖市城區(qū)采暖期環(huán)境空氣中污染物分布特征分析

鄧麗

（張掖市環(huán)境監(jiān)測站，甘肅張掖 734000）

以張掖市甘州區(qū)城區(qū)采暖期2008-2012年5年環(huán)境空氣質量數據為主，對采暖期污染物變化狀況及污染物分布情況進行分析。張掖市冬季采暖主要以燃煤為主，能源結構不合理、鍋爐污染嚴重、工業(yè)企業(yè)結構不合理以及交通污染等原因，使得冬季采暖期間張掖市甘州區(qū)城區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物為二氧化硫、可吸入顆粒物、二氧化氮，采暖期間污染物濃度隨時間呈正態(tài)分布特征。結合污染特點，提出調整能源結構、利用清潔能源、加大監(jiān)管力度等建議，以期改善張掖市采暖期的環(huán)境空氣質量。

采暖期；環(huán)境空氣；鍋爐污染；主要污染物；趨勢；清潔能源

張掖市位于東經97°20′～102°12′，北緯37° 28′～39°57′之間，在青藏高原與內蒙古高原的過渡地帶。東屏焉支山，西沿走廊，東西長約460 km，南依祁連山，北靠龍首山、合黎山，南北寬約180 km，總面積4.19萬km2。張掖市地處中緯度地帶，深居大陸腹地，遠離海洋，受青藏高原影響，屬大陸性溫帶氣候，具有光能豐富、溫差大、夏季短而酷熱、冬季長而嚴寒、干旱少雨且降水分布不均等特點。

全市城鎮(zhèn)常住人口32.99萬人，共有工業(yè)污染源541家，主要包括制造業(yè)和采礦業(yè)；生活污染源1 587家，主要包括住宿餐飲業(yè)、居民服務和其他服務業(yè)、獨立燃燒設施等。近年來，張掖市工業(yè)企業(yè)生產能源結構趨向合理，交通運輸業(yè)日益繁榮，人民生活水平大幅度提高，全市呈現(xiàn)出一派蓬勃發(fā)展的勢頭。但隨之而來的環(huán)境問題也日趨特殊化，污染類型的新特點日趨明顯。北方地區(qū)冬季供暖以燃煤為主，整個采暖期二氧化硫的排放量會大量增加，相應可吸入顆粒物的濃度也會增加[1]，對人體健康和生態(tài)環(huán)境產生顯著影響。

1 張掖市甘州區(qū)城區(qū)采暖期環(huán)境空氣質量現(xiàn)狀分析

采暖期是指每年冬季來臨前開始供暖的日期，張掖市采暖期為5個月（11月、12月、次年1月至3月）。本研究對2008-2012年5年冬季采暖期環(huán)境空氣質量進行監(jiān)測，監(jiān)測項目為二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物。

表1 2008-2012年張掖市甘州區(qū)城區(qū)冬季采暖期空氣質量監(jiān)測結果

1.1 張掖市甘州區(qū)城區(qū)采暖期空氣污染綜合評價

綜合2008年采暖期各污染因子（各年度采暖期均值見表1），采用Spearman的秩相關系數法進行污染變化趨勢的定量分析。張掖市甘州區(qū)環(huán)境空氣質量功能區(qū)為二類區(qū)，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物執(zhí)行《環(huán)境空氣質量標準》（GB 3095-1996）二級標準。

由表1可知，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物年均值能達到二級標準，日均值濃度范圍變化最大的為二氧化硫，可吸入顆粒物次之，二氧化氮最小。說明張掖市采暖期城區(qū)主要污染物是二氧化硫，日均值最大值均出現(xiàn)在采暖期12月份，1月份次之。

1.2 采暖期污染物年變化趨勢

衡量變化趨勢在統(tǒng)計上是否有顯著性常用Daniel趨勢檢驗法，計算Spearman秩相關系數（γs），公式如下：

N——時間因數；xi——x從小到大排列順序的排列序數；yi——年排列序數；di——變量xi和yi的差值。

將γs的絕對值同Spearman秩相關系數的臨界值進行比較，在95%的置信水平下，n=5時，γs的臨界值為0.9。γs＞臨界值0.9，表明變化趨勢有顯著性，γs＜臨界值0.9，表明變化趨勢無顯著性。若γs為正值，則表明變化有上升趨勢，若γs為負值，則表明變化有下降趨勢。

表2 2008-2012年張掖市甘州區(qū)城區(qū)冬季采暖期污染物濃度趨勢分析數據

由表2計算出，二氧化硫γs=-0.30，二氧化硫污染物濃度呈下降趨勢，且沒有顯著性；二氧化氮γs=0.20，二氧化氮污染物濃度呈上升趨勢，且沒有顯著性；可吸入顆粒物γs=0.10，可吸入顆粒物污染物濃度呈上升趨勢，且沒有顯著性。

圖1 張掖市采暖期二氧化硫年均值變化趨勢

圖2 張掖市采暖期二氧化氮年均值變化趨勢

圖3 張掖市采暖期可吸入顆粒物年均值變化趨勢

從2008-2012年監(jiān)測數據年均值看，各污染因子總體呈下降趨勢，下降最為明顯的是二氧化硫，這與張掖市大力多措并舉、狠抓污染減排、淘汰落后產能、優(yōu)化產業(yè)結構、狠抓生態(tài)發(fā)展綠洲生態(tài)經濟、建設綠洲生態(tài)城市有關。同時，張掖市對污染嚴重的企業(yè)實施了關?；虬徇w，對重點排污企業(yè)開展了專項整治，依法取締關?！笆?/p>

五小”、“新五小”企業(yè)，有效遏制了各類環(huán)境違法行為，并在市區(qū)凍結燃煤鍋爐審批，強力拆除集中供熱范圍內的燃煤鍋爐。

1．3 采暖期污染物日變化趨勢

圖4 張掖市采暖期污染物日變化趨勢

由圖4可知，張掖市采暖期污染物每日可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮最高峰出現(xiàn)在早上6：00～10：00和下午18：00～21：00兩個時間段，因為早上上班高峰期車流量增大，汽車尾氣排放量增加，同時早上和傍晚也是冬季供暖的重要時段，燃燒排放也比較集中，大氣穩(wěn)定度增強，污染物稀釋擴散降低，污染物濃度較高。一般情況下，人們鍛煉時間在早晨6：00～9：00，下午19：00～21：00，然而綜合上圖可看出，這兩個時間段正是張掖市污染物濃度最高的時間段，不適合進行室外鍛煉。

2 采暖期與非采暖期環(huán)境空氣中污染物含量對比分析

三年采暖期污染物濃度明顯高于非采暖期，采暖期污染較重，二氧化硫尤為突出。詳見表3。

表3 2008-2012年張掖市甘州區(qū)城區(qū)采暖期與非采暖期主要污染物濃度值

由表3可見，采暖期的二氧化硫濃度遠遠高于非采暖期，二氧化氮濃度略高于非采暖期，可吸入顆粒物濃度變化不顯著。可吸入顆粒物的濃度變化不顯著，主要是因為采暖期可吸入顆粒物主要來自燃煤供熱鍋爐的燃燒，而非采暖期由于春、秋兩季風力較大，道路揚塵等開放源成為可吸入顆粒物的主要貢獻[2]。

3 張掖市甘州區(qū)城區(qū)采暖期環(huán)境空氣污染成因分析

3.1 能源結構不合理

張掖市常年多風少雨，植被覆蓋率低，尤其在冬春季兩季，植被遮擋風沙能力差，使顆粒物嚴重超標，空氣質量嚴重下降。能源消費主要以煤炭為主，冬季很多居民分散采暖，污染物低空直接排放，環(huán)境空氣質量污染比較嚴重。

3.2 鍋爐廢氣污染嚴重

2010年張掖市煤炭消費總量為256.65萬t。廢氣中主要污染物二氧化硫排放量為29 999.86 t，氮氧化物排放量為18 744.93 t，煙塵排放量為17 884.52 t。在能源使用上主要為原煤直接燃燒，燃燒設備的熱效率低，廢氣、廢物處理不充分，鍋爐燃燒所產生的大量廢氣和塵粒，成為采暖期影響張掖市空氣質量的主要污染物。

3.3 工業(yè)企業(yè)結構不合理

張掖市地處西北，工業(yè)落后，生產能力比重過大，產業(yè)和產品結構不合理，市場結構依然過于分散，這對張掖市能源和環(huán)境保護造成了重大壓力。尤其是“十五”時期以來，鋼鐵等原材料行業(yè)投資和建設過度擴張，導致產能大量過剩，使張掖市產業(yè)結構不合理，經濟發(fā)展方式粗放的問題進一步顯露出來。

3.4 汽車尾氣污染日益嚴重

近幾年來，張掖市機動車大幅度增長，而道路建設嚴重滯后，導致交通阻塞，尾氣污染程度加大，成為城市大氣污染的重要來源[3]。監(jiān)測表明，我國城市空氣開始呈現(xiàn)出煤煙和機動車尾氣復合污染的特點。由于冬季張掖市氣候干燥，以及機動車的尾氣排放、燃油標準和行駛中揚塵等因素的影響，機動車尾氣中塵顆粒物成為冬季可吸入顆粒物污染的主要貢獻。

4 改善采暖期張掖市甘州區(qū)城區(qū)環(huán)境空氣質量的意見建議

4.1 改善能源結構，合理利用清潔能源

結合經濟條件大力發(fā)展能源的深加工，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，以減少煤灰分，提高熱效率，減少污染物的總排放量，并對鍋爐等設備進行技術改造,提高其熱效率，節(jié)約用煤[4]。大力發(fā)展新能源和可再生能源，天然氣是一種清潔能源，大力開發(fā)利用天然氣是張掖市調整能源結構的有效途徑[5]。積極推廣以沼氣為紐帶的生態(tài)農業(yè)循環(huán)模式，發(fā)展太陽能、生物質能等清潔能源。從源頭上提高煤炭質量，嚴格控制小煤窯及低品質煤炭開采，增加優(yōu)質煤消費比重，減少污染物排放。

4.2 改進產業(yè)結構，改善工業(yè)生產技術

提高企業(yè)對污染物的處理能力，推行清潔生產，壓縮、淘汰技術含量低、能耗高、污染重的產品，依法取締關?！笆逍　?、“新五小”企業(yè)，在市區(qū)凍結燃煤鍋爐審批，強力拆除集中供熱范圍內的燃煤鍋爐，提升和優(yōu)化產品、產業(yè)層次，從根本上減少污染物的排放量。無法實現(xiàn)燃燒前處理的企業(yè)應加大燃燒后的尾氣處理，進一步減少污染物的排放量。

4.3 加大工作力度，強化機動車環(huán)境監(jiān)管

繼續(xù)加大工作力度，全面實施機動車氮氧化物總量控制，進一步強化機動車生產、使用全過程的環(huán)境監(jiān)管；同時與有關部門密切協(xié)作，從行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、城市公共交通、清潔燃油供應等方面采取綜合措施，協(xié)調推進“車、油、路”同步升級，緩解機動車尾氣排放對大氣環(huán)境的影響。解決汽車尾氣排放問題是一項系統(tǒng)工程，需要全社會共同防控，需要政府引導，企業(yè)參與提升燃油品質，需要地方政府大力投入公共交通建設，解決城市交通擁堵，也需要全體公民提升環(huán)保意識，倡導綠色出行。

4.4 植樹造林，搞好城市綠化

綠色植物是天然的空調器、義務衛(wèi)生防護員。搞好城市綠化是防治城市大氣污染的重要生物措施。利用植物殺菌、滯塵、吸收有毒氣體、調節(jié)二氧化碳和氧氣比例等特性，減少城市大氣污染，提高城市大氣質量。城市綠化應針對污染特點，結合綠色植物特性選擇各種對大氣污染有較強抵抗力和吸收能力的綠色植物[6]。充分注意點、線、面綠化相結合，使整個城市綠地成為一個相互連接的系統(tǒng)，以充分發(fā)揮綠地的作用。

[1]周瑞，辛金元，邢立亭，等.唐山工業(yè)新區(qū)冬季采暖期大氣污染變化特征研究[J].環(huán)境科學，2011，32（7）：1874-1880.

[2]姚從容，陳魁.城市環(huán)境空氣質量變化規(guī)律及污染特征分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2007，21（5）：50-52.

[3]平措.我國城市大氣污染現(xiàn)狀及綜合防治對策[J].環(huán)境科學與管理，2006，31（1）：18-21.

[4]鐘艷霞.銀川市大氣環(huán)境污染特征分析[J].寧夏大學學報：自然科學版，2003，24（3）：290-292.

[5]鄧敏，賀纓，陳勝.大力發(fā)展天然氣事業(yè)努力改善環(huán)境空氣質量[J].環(huán)境科學與技術，2009，32（6C）：658-659.

[6]郝冉，李輝，孫麗梅.大氣污染的危害及防治措施[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31（6）：27-28.

Analysis on Distribution Characteristics of Air Pollution in Heating Period in Zhangye

Deng Li
（Zhangye Environmental Monitoring Station,Zhangye Gansu 734000,China）

Based on five years of environmental air quality data in heating period in Ganzhou district of Zhangye city from 2008 to 2012,it carried out the analysis on the change and distribution of pollutants in heating period.The winter heating of Zhangye city mainly relies on coal,the unreasonable energy structure,serious pollution of boilers,unreasonable industrial structure and traffic pollution caused during the winter heating the main pollutants of the urban ambient air in Ganzhou district Zhangye city were sulfur dioxide,inhalable particles,nitrogen dioxide,and pollutant concentration was normally distributed with time.Combined with the characteristics of the pollution, adjusting energy structure,using clean energy,increasing supervision proposals were put forward in order to improve the environmental air quality during the heating period in Zhangye city.

heating boiler；ambient air；pollution；pollutant；trend；clean energy

X51

：A

17:07 2017/4/717:07 2017/4/7：1008-813X（2013）03-0069-04

2013-03-20

鄧麗（1987-），女，甘肅張掖人，畢業(yè)于青海師范大學環(huán)境科學專業(yè)，助理工程師，從事環(huán)境監(jiān)測工作。