陳自然，廖周萍

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與環(huán)境工程系，四川 遂寧 629000）

從科學(xué)的角度來講，大氣顆粒物可分為三種，將粒徑≤100微米的所有顆粒物稱為總懸浮顆粒物（TSP）；粒徑≤10微米的顆粒物通稱為可吸入顆粒物，又稱PM10；粒徑≤2.5微米的顆粒物通稱為細(xì)顆粒物，又稱PM2.5[1-2]。PM2.5和PM10在大氣中的含量雖然較少，但對人體和環(huán)境的危害是非常巨大的[3]。PM2.5和PM10懸浮在大氣中，會導(dǎo)致大氣能見度降低，影響交通安全；也會反射太陽光，導(dǎo)致高層大氣溫度升高，地表的溫度降低，影響空氣的對流；另外，還會影響人體的身體健康，損害人體的呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)哮喘病、引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等[4-5]。所以，加大對大氣中的PM2.5和PM10含量的監(jiān)測力度，對控制大氣顆粒物污染具有指導(dǎo)意義。

金口河是四川省的“三州一市”（即甘孜州、阿壩州、涼山州和樂山市）的45個深度貧困縣之一，該縣地處四川盆地邊緣，地勢地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層交錯。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)102°50′24″至103°10′24″，北緯29°0′24″至29°0′26″之間。地貌以山地為主，占全區(qū)總面積的90%以上。境內(nèi)崇山峻嶺，崗巒起伏，相對高差較大。全區(qū)氣候受印度洋暖流和東南季風(fēng)的控制，基本上屬于中亞熱帶季風(fēng)類型，全年四季分明，殘冬持續(xù)較久，春季回溫較遲，冬春季少雨，造成常年性的冬干春旱現(xiàn)象。社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平長期滯后，為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)，在加快工業(yè)化以及城市建設(shè)步伐同時，新增了金洋康寧、川輝、鑫河等工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)。其主要能源是煤炭燃燒，因而，近年來，空氣質(zhì)量較差。通過對近幾年P(guān)M2.5和PM10的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，以獲取PM2.5和PM10的變化趨勢，為進(jìn)一步提出防止措施以及處理方法提供依據(jù)。

1 點(diǎn)位布設(shè)

根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》以及金口河區(qū)大氣環(huán)境監(jiān)測實(shí)際需要，金口河區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測共設(shè)1個監(jiān)測點(diǎn)位，采用自動監(jiān)測系統(tǒng)。表1為監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)情況。

表1 金口河區(qū)二氧化硫環(huán)境空氣監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)情況表

2 固體顆粒物貢獻(xiàn)較大的新增企業(yè)

2017年～2019年，表2為金口河區(qū)對大氣中固體顆粒物貢獻(xiàn)較大的新增企業(yè)。表2同時列出了2017年～2019年各新增企業(yè)主要原輔料及產(chǎn)品工業(yè)硅年產(chǎn)量。由表2可知，主要原輔料年消耗量與產(chǎn)品工業(yè)硅年產(chǎn)量較大的是鑫河電力和金洋康寧。

表2 2017～2019年主要原輔料及產(chǎn)品工業(yè)硅年產(chǎn)量/T

圖1 2017年～2019年固體顆粒物年產(chǎn)生量與年排放量

3 固體顆粒物年產(chǎn)生量與年排放量

表3列出了2017年～2019年，固體顆粒物年產(chǎn)生量與年排放量，圖1給出了變化趨勢。由表3和圖1可知，固體顆粒物年產(chǎn)生量與年排放量最大的企業(yè)為鑫河電力，這主要源于，在所有企業(yè)中，其主要原輔料年消耗量與產(chǎn)品工業(yè)硅年產(chǎn)量最大。年排放量顯著低于年產(chǎn)生量，表明企業(yè)對廢氣中的固體顆粒物治理力度較大。

表3 2017～2019年固體顆粒物年產(chǎn)生量與年排放量/T

4 新增企業(yè)工業(yè)窯爐與廢氣治理設(shè)施數(shù)量

表4列出了2017年～2019年，三個新增企業(yè)每年在生產(chǎn)過程中，工業(yè)窯爐與廢氣治理設(shè)施運(yùn)行數(shù)量。由表中數(shù)據(jù)知，2018年，各企業(yè)生產(chǎn)量達(dá)到了最高，尤其是鑫河電力公司在2018年有10座工業(yè)窯爐運(yùn)行。

表4 新增企業(yè)工業(yè)窯爐與廢氣治理設(shè)施數(shù)

5 新增企業(yè)廢氣處理能力

2017年～2019年三個新增企業(yè)廢氣處理能力見表5，由表可知，隨著國家環(huán)保政策的大力實(shí)施，各生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能減排措施的落實(shí)，廢氣處理能力逐年增強(qiáng)。

表5 新增企業(yè)廢氣處理能力/(m3/h)

6 金口河區(qū)PM2.5季度監(jiān)測結(jié)果

2018年1月～2020年9月金口河區(qū)PM2.5季度監(jiān)測結(jié)果見表6，變化趨勢見圖2。由表6數(shù)據(jù)及圖2變化趨勢看出，金口河區(qū)監(jiān)測結(jié)果，PM2.5一、四季度明顯高于二、三季度。

表6金口河區(qū)PM2.5季度監(jiān)測結(jié)果(μg/m3)

7 金口河區(qū)可吸入顆粒物（PM10）季度監(jiān)測結(jié)果

2018年1月～2020年9月金口河區(qū)PM10季度監(jiān)測結(jié)果見表7，變化趨勢見圖3。由表7數(shù)據(jù)及圖3變化趨勢看出，可吸入顆粒物（PM10）一、四季度明顯高于二、三季度。

圖2 2018年1月～2020年9月金口河區(qū)PM2.5季度變化趨勢

表7 金口河區(qū)可吸入顆粒物（PM10）季度監(jiān)測結(jié)果(μg/m3)

圖3 金口河區(qū)可吸入顆粒物（PM10）季度變化趨勢

8 固體顆粒物除塵設(shè)備

企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體顆粒物主要是由工業(yè)窯爐煅燒、礦熱爐冶煉、原輔料和工業(yè)硅破碎等生產(chǎn)過程產(chǎn)生，目前主要采用袋式除塵器對礦熱爐煙囪煙氣和出料口煙氣進(jìn)行收集處理，經(jīng)布袋除塵器處理后的廢氣進(jìn)入脫硫塔講行脫硫處理。表8列出了新增3家工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)廢氣中固體顆粒物除塵設(shè)備。由表8可知，新增3家工業(yè)的均采用袋式與旋風(fēng)聯(lián)合除塵方法，因而固體顆粒物年排放量較低，與圖1的變化趨勢相吻合。

表8 各企業(yè)主要產(chǎn)品與除塵設(shè)備

9 結(jié)果分析

9.1 季節(jié)性變化

由表6、表7、圖2及圖3可知，金口河區(qū)PM2.5和PM10的濃度隨著季節(jié)變化明顯，冬春兩季PM2.5和PM10的濃度均高于夏秋兩季。這主要源于金口河區(qū)地處南方，四季分明，殘冬持續(xù)較久，春季回溫較遲，冬春季少雨，造成常年性的冬干春旱現(xiàn)象，所以冬、春兩季熱力對流較弱，氣流下沉，造成了大氣層結(jié)穩(wěn)定，容易在低空形成逆溫層，不利于PM2.5和PM10的擴(kuò)散。夏、秋兩季氣壓較低，夏季降雨集中，且多大到暴雨、大風(fēng)天氣較多，而秋季多綿雨，有利于PM2.5和PM10的沉降和擴(kuò)散。另外，冬季除企業(yè)生產(chǎn)外，山區(qū)居民采用燃煤取暖，排放到大氣中固體顆粒物對PM2.5和PM10也有較大貢獻(xiàn)。

9.2 年度變化

金口河區(qū)的化工企業(yè)積極響應(yīng)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，在最近兩年，對原有的除塵設(shè)備進(jìn)行了升級改造，固體顆粒物排放較大的四個化工企業(yè)，都在原運(yùn)行的旋風(fēng)除塵器每個倉室增設(shè)煙氣出口分風(fēng)管，然后并入主風(fēng)管；同時還增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)，讓含塵氣流快速進(jìn)入脫硫與除塵裝置，提高了除塵效率。別外，加高了煙囪排放高度，讓廢氣盡可能地進(jìn)入到大氣對流層較高處，利用自然條件讓廢氣在大氣中稀釋、消散，減少了對地面環(huán)境的污染。所以金口河區(qū)2018～2020年P(guān)M2.5和PM10年季度值都有所下降，如圖2及圖3所示。

9.3 地形地貌

“兩山夾一河”的金口河四周都被高山環(huán)繞,形成一個凹形地勢，四個化工企業(yè)所排放的廢氣無法向外擴(kuò)散，冬春兩季溫度比較低，又少雨，所以冬春兩季PM2.5和PM10的濃度比較高。

10 防治措施與策略

10.1 減少化石燃料的使用

城區(qū)的餐館、化工企業(yè)等用煤大戶，盡可能使用清潔能源，如使用天燃?xì)饣蛘呤褂秒妬泶嫒济海鹂趨^(qū)水資源比較豐富，近幾年也增建了水電企業(yè)，能保障電能的使用，且能源成本也會下降，如將煤碳冶煉改為電爐冶煉。

10.2 做好城區(qū)的規(guī)劃與管理

首先，城區(qū)比較密集的地方，進(jìn)行建筑施工的現(xiàn)場，采取封閉式管理，減少揚(yáng)塵的污染。然后，交通要道一些大面積裸露的地面，可以增加地面的灑水頻率和清掃頻率。最后，搞好城市的綠化。做好城市綠化工作，加強(qiáng)生態(tài)綠化建設(shè)，保護(hù)好原有的生態(tài)面貌，在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行升級改造。

10.3 改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)工藝

新增的化工企業(yè)都是生產(chǎn)工業(yè)硅，生產(chǎn)原料都含有石油焦和精煤，產(chǎn)物在破碎過程中都會產(chǎn)生大量顆粒物，盡管企業(yè)都有旋風(fēng)除塵設(shè)備，并進(jìn)行了的升級改進(jìn)，能捕捉到100%的煙氣，除塵效率也可達(dá)到89%。但是企業(yè)的生產(chǎn)工藝比較落后，一些散煙卻無法進(jìn)行除塵，所以還需進(jìn)一步改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)工藝，提高除塵效率。

10.3.1 改進(jìn)生產(chǎn)工藝

企業(yè)生產(chǎn)原料在燃燒過程中，為了讓原料燃燒充分，會進(jìn)行攪拌，攪拌過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，除塵器無法捕捉，空間也不密閉。生產(chǎn)工程可以改為全密閉生產(chǎn)，提高粉塵的處理效率，減少PM2.5和PM10的排放。

10.3.2 定期檢查企業(yè)的設(shè)備

定期檢查除塵設(shè)備的密閉性，生產(chǎn)設(shè)備、排放廢氣設(shè)備不合格要及時進(jìn)行更換，要達(dá)到排放要求。

11 結(jié)語

PM2.5和PM10濃度變化主要與季節(jié)、地形地貌和化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝有關(guān)。在冬春兩季PM2.5和PM10濃度比夏秋兩季高，這主要源于冬春兩季晴冷雨少，熱力對流較弱，氣流下沉，易造成大氣層結(jié)穩(wěn)定，在低空形成逆溫層，不利于顆粒物的擴(kuò)散。金口河區(qū)又是凹形地勢，四周都是高山，容易出現(xiàn)下沉逆溫，廢氣無法向外擴(kuò)散，所以改進(jìn)化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝非常重要。

隨著金口河區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化以及城市建設(shè)步伐不斷加快，為了有效控制PM2.5和PM10的濃度的上升趨勢。只有繼續(xù)扎實(shí)、有效的推進(jìn)節(jié)能減排，調(diào)整好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，做好化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝和處理工藝的改進(jìn)，不斷開發(fā)和推進(jìn)新型能源使用，督促鼓勵企業(yè)采用潔凈煤技術(shù)，同時采用先進(jìn)的除塵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)除塵設(shè)施運(yùn)營效率的最大化，達(dá)到生產(chǎn)與管理減排，這樣才能有效控制大氣中PM2.5和PM10的濃度，從而保障人們的身心健康，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。