克拉玛依市国民经济和社会发展战略环境影响研究
2013-04-11孟祥瑞
孟祥瑞
(新疆克拉玛依市环境保护局,新疆 克拉玛依834000)
1 2015年环境空气保护目标
克拉玛依是典型的以石油工业为主的重工业城市,石油开采、石油化工及其配套行业生产过程中产生的工业废气较多;而且克拉玛依又是典型的大陆性干旱气候,总的地貌特征为开阔平坦的戈壁滩,地表植被覆盖度低,以碎石、沙、沙土为主,因此风大沙多,城市建设中的二次扬尘,自然和人文因素共同导致的沙尘暴、扬沙、浮尘等造成的空气污染都较为严重。因此,制定好空气环境保护目标,对克拉玛依建设国家园林城市、国家生态城市以及国家人居城市等具有重要的意义。
到2015年,克拉玛依市环境空气质量总体达到国家二级标准,基本要好于当前水平。其中,克拉玛依市环境空气质量优良的自然保护区、森林公园、风景名胜区等达到《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的一级标准,其它区域都达到国家二级标准。工业烟尘排放达标率达97%以上,烟尘控制区覆盖率达97%以上,工业二氧化硫排放达标率达82%以上,汽车尾气排放达标率达95%以上,城市集中供热率达90%以上。通过各种大气污染物的总量控制、达标排放以及改善生态环境、减少沙尘暴和浮尘天气等综合整治措施,使环境空气质量符合国家环境保护模范城市和国家生态城市的要求。
2 环境空气总量控制目标
环境空气总量控制目标是从现有污染水平出发,针对特定环境的质量目标要求,确定出规划期内各种污染物排放总量的预期目标。现阶段,将环境空气总量控制目标与大气容量总量控制和浓度目标控制相结合,可以为城市环境规划与实施科学的环境管理政策奠定基础。
由于不同大气污染物的排放总量受不同因素影响,因此要准确预测各种大气污染物的排放量比较困难。本着科学性、简明性、实用性和可操作性的原则,结合大气容量总量控制和浓度目标控制,主要采用万元产值法结合线性和非线性回归模型,分别对工业废气排放量、烟尘排放总量、工业烟尘排放量、二氧化硫排放总量、工业二氧化硫排放量、TSP排放量、氮氧化物排放量等7个指标进行预测,并进行总量控制。
(1)工业废气排放量控制在337.4亿m3。由于克拉玛依是典型的石油工业城市,因此工业废气是各种大气污染物的主要来源,工业烟尘、工业二氧化硫等在烟尘、二氧化硫总排放量中占主要份额。因此工业废气是一个重要的总量控制指标。从1985~2004年克拉玛依市工业废气排放量来看,工业废气排放量总体呈增加趋势,但是随时间变化的规律并不明显。
考虑到工业废气排放量跟工业经济总量密切相关,因此,做出1985~2004年克拉玛依市万元产值工业废气排放量随时间变化的散点图。可以看出,克拉玛依市万元产值工业废气排放量随时间呈指数衰减,衰减的弹性系数为-0.1534,衰减方程为:
y=2×10133×e-0.1534x,R2=0.9738
式中:y为万元产值工业废气排放量,x为年份,e为自然数,R为拟合的相关系数。相关系数越接近于1,拟合效果越好。
从模拟结果来看,克拉玛依市万元产值工业废气排放量随时间的变化极为规律。这是因为,自1985年以来,克拉玛依市在工业生产过程中,不断依靠科技进步,改进工艺流程,从而降低了万元产值工业废气排放量。由于科学技术的引进、创新和扩散是一个渐进的过程,万元产值工业废气排放量在时间上的衰减基本上是连续的。以此为前提,通过上述模拟结果可以计算2010年万元产值工业废气排放量为0.3374万m3/万元,2015年万元产值工业废气排放量为0.3436万 m3/万元。
(2)烟尘和工业烟尘排放量控制在5000t以内。烟尘是克拉玛依市大气污染物的主要来源。克拉玛依市烟尘排放量2000年为4028t,2004年为3439t,近年来总体呈减少的趋势。考虑到2010年烟尘控制区覆盖率和工业烟尘达标排放率均达到95%以上,为适应社会经济发展的需要,可将烟尘排放量控制在5000t以内。由于工业烟尘排放量2000年为3911t,2004年为3340t,均为烟尘排放总量的97%,因此,采用97%进行折算,2010年将工业烟尘相应控制在4850t以内,2015年将工业烟尘相应控制在5000t以内,2020年将工业烟尘相应控制在5500t以内。
(3)二氧化硫和工业二氧化硫排放量控制在30000t以内。由于已经对克拉玛依市SO2大气环境容量进行了系统测算,克拉玛依市SO2的理想环境容量为10.265×104t/年,远大于实际排放量。因此,只要通过污染源的适当分散布局,将各污染源(包括现有和新增的污染源)的排放量都控制在允许排放量以内,就可以实现环境容量的有效利用。从1985~2004年克拉玛依市SO2排放量来看,其变化规律并不明显,尤其是近年来出现了突然增大的趋势,由2000年的7592t和2002年的5364t,突然上升到2003年的11989t和2004年的22970t,4年内变化最大相差4.3倍。结果造成万元工业产值SO2排放量并没有随工业产值的增加呈现有规律的变化。
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因此,在原来SO2大气环境容量开发利用不充分的前提下,仅仅依靠万元工业产值SO2排放量的变化趋势来预测SO2排放量,不利于SO2环境容量的开发利用以及社会经济的高效发展。鉴于2003年和2004年SO2排放量增加很多的情况下,克拉玛依市SO2浓度依然达到了国家一级标准,认为克拉玛依市SO2排放量还有一定增长潜力,因此将2015~2020年SO2排放量控制在30000t以内。由于工业二氧化硫是克拉玛依市SO2的主要来源,从历年已有的数据来看,工业二氧化硫排放量大致是SO2排放总量的85%~93%,以其平均值89%进行折算,2010年工业二氧化硫将控制在26700t以内。
(4)TSP排放量控制在4000t以内。TSP也是克拉玛依市主要的大气污染物,主要是指悬浮在空气中、空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物,其中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物为可吸入颗粒物(PM10)。从克拉玛依历年PM10占TSP比重来看,一般在60%~80%之间。由于已经对克拉玛依市PM10的大气环境容量进行了测算,2002年,克拉玛依区PM10的实际环境容量为0.7486×104t/年,白碱滩区为0.2983×104t/年,乌尔禾区为0.0310×104t/年,独山子区为1.2177×104t/年,克拉玛依市PM10的实际环境容量为2.2956×104t/年,仅为理想环境容量的12.9%。因此,克拉玛依市PM10和TSP排放量的增加也有一定的潜力。从历史数据来看,克拉玛依市1990年TSP排放量为3037t,1995年为6459t,2000年为1993t,可见,根据时间系列来预测TSP排放量比较困难,因为它的产生除了与当地人类活动和自然条件有关外,还受其它区域和全球环境变化的影响。因此,为了增强克拉玛依市抵抗外部不确定性因素影响的能力,克拉玛依市应主要从改善生态环境,将自身城市建设中的二次扬尘,自然和人文因素共同导致的沙尘暴、扬沙、浮尘等减少到最低限度等方面着手,并主要结合TSP和PM10的浓度控制,最终将TSP排放量控制在4000t以内(PM10排放量控制在3000t以内)。
(5)氮氧化物排放量——控制在80000t以内。氮氧化物也是克拉玛依市主要的大气污染物,指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的气氧化物,一般可折算成NO2来计算。从NO2的实际环境容量来看,2002年克拉玛依市NO2的实际环境容量为1.2021×104t/年,仅为理想环境容量的8.3%。因此,克拉玛依市氮氧化物排放量的增加也有较大的潜力。从历史数据来看,克拉玛依市1990年氮氧化物排放量为22127t,1995年为14519t,2000年为76295t。可见,只要将氮氧化物年排放量控制在8万t以内,并结合浓度控制,就能够保证大气中的氮氧化物和NO2能够达到克拉玛依市建设国家环境保护模范城市和国家生态城市的要求。
综合以上分析结果,将克拉玛依市“十二五”环境空气总量控制目标列表如下表,同时还对2020年克拉玛依市环境空气总量控制目标进行了展望(表1)。
表1 2010~2020年克拉玛依市环境空气总量控制目标预测
3 环境空气浓度控制目标
为了有效地控制克拉玛依市的空气环境污染,除了采用总量控制指标以外,还要采用浓度控制指标。到2015年,克拉玛依市环境空气质量执行《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准,其主要大气污染物排放浓度控制指标如表2。
表2 2010~2015年克拉玛依市主要大气污染物排放浓度控制目标 mg/m3
从表可以看出,“十一五”期间,克拉玛依市SO2浓度的年日平均值都远低于《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准,满足一级标准,因此,“十二五”期间,从社会经济发展以及充分利用大气环境容量出发,可以适当增加SO2的浓度,但仍控制在一级标准以内。从总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物(占总悬浮颗粒物的60%~80%)的浓度来看,“十一五”期间,其年日平均值都在《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准和一级标准之间浮动,因此“十二五”期间,将TSP和PM10的浓度控制在二级标准上下限的平均值以下。从氮氧化物和二氧化氮的浓度来看,“十一五”期间,其年日平均值变化都不大,都属于《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中统一执行的一、二级标准,因此“十二五”期间,应将NOx和NO2的浓度维持在现有水平并使之略有减少。
4 有利于空气环境质量改善的重点工程与项目
4.1 城区供热系统的集中改造与热电联产工程
克拉玛依市集中供热始于20世纪70年代末,当时以新疆石油管理局、克拉玛依及下属的各二级厂处为单位实行小面积集中或联片供热。后经改革重组后,成立了新疆石油管理局供热公司、独山子区晟通热力公司。供热公司主要承担克拉玛依区、白碱滩区、乌尔禾区采油五厂等区域的供热任务,供热公司下属的白碱滩一分公司有8个供热车间,金龙镇二分公司有5个供热车间,克拉玛依区有18个供热车间;晟通热力公司主要承担独山子区集中供热任务。在“十二五”期间,要不断加强城区供热系统的集中改造,积极推进热电联产工程,实现能源的梯级利用,将高品位的热能用于发电,低品位的热能用于供热,从而提高能源利用效率。
(1)锅炉用燃料改造。燃煤锅炉改为然气锅炉方案从技术上是可行的。但锅炉房改烧天然气从经济上燃料的价格上升较多,是煤的2.5~3倍,从而增大锅炉房的运行成本。本着保护环境,减少污染的原则,在天然气量充足的情况下,可以在部分锅炉房实施以天然气为原料。
(2)供热车间的锅炉改造项目。包括改造供热车间的除尘系统,提高锅炉房除尘器的除尘效果;对供热车间加装分层给煤装置,积极开发使用高效除尘器和低氮燃烧器,改善锅炉的燃烧条件,减少因不完全燃烧给大气带来的CO、SO2等有害气体污染,据不完全估算,需投入大约2550万元。
(3)新城区锅炉房的新建与增容改建项目。包括新建供热锅炉房,更新陈旧设备,合并或淘汰供热区域较小的锅炉房,建立换热站,完善城区供热管线布局,把集中供热管线范围内的所有用户都纳入到集中供热系统中来等,进一步提高集中供热普及率,据不完全估算,需投入大约5.44亿元。
(4)供热公司与电厂的热电联产项目。包括克拉玛依中心内城区和独山子区供热系统的集中改造,考虑由燃煤锅炉改为燃油燃气锅炉,甚至实现热电联供,提高能源利用效率,减少污染来源,创造良好的经济效益和社会效益。
4.2 工业企业废气的脱硫除尘工程
2010~2020年间,要大力推进工业企业废气的脱硫除尘工程,主要包括大中型燃煤工业锅炉和窑炉应逐步安装二氧化硫和烟尘在线监测装置,工业锅炉、窑炉逐步用洁净气体(液体)燃料及优质煤替代散烧原煤,逐步推广、安装脱硫净化装置,对难以改燃清洁燃料或优质煤的大型锅炉房要逐步实施烟气脱硫;烟气脱硫中的脱硫液应采用闭路循环,减少外排;建设烟气脱硫装置时,应同时考虑副产品的回收和综合利用,减少废弃物的产生量和排放量;不能回收利用的脱硫副产品禁止直接堆放,应集中进行安全填埋处置,并达到相应的填埋污染控制标准;对工艺装置尾气设立低压石油气回收装置,减少火炬气的燃烧量,直至消灭火炬。主要包括的重要项目有:克石化公司的硫磺回收装置的扩容改造项目;独石化公司的酸性水汽提装置及硫磺尾气处理装置约7000万元;电厂烟气在线监测项目,燃煤锅炉增设脱硫脱氮措施,预计投资8500万元。
4.3 机动车尾气污染监测与治理工程
机动车尾气排放是克拉玛依市空气环境污染的重要原因之一。因此,要加强对机动车尾气污染的监测与防治,严格执行机动车尾气年检、路检、抽检制度,并结合年检发放《机动车尾气检测合格证》;在用汽车要达到国家机动车排放标准,对未达标的车辆强制改装尾气净化装置;发展清洁燃料车,分期分批推广使用汽车燃油、燃气双燃料装置,建设一批加气站,加强油品管理;强制性报废超过使用年限、尾气严重超标的车辆,严格执行用车淘汰报废制度,力争2010年机动车尾气排放达标率达到90%以上,努力减少机动车尾气排放对空气环境的污染。在机动车尾气污染治理项目中,重点对中巴车、农用车等车辆执行严格的尾气排放监测,加装尾气净化装置,限期达标,并逐步推广90号、93号、97号等高标准汽油以及天然气的使用,减少柴油的使用量。
5 环境影响分析
5.1 大气环境影响趋势分析
虽然克拉玛依市通过采取一些有利于环境空气改善的工程措施,可以有效的降低各类废气污染源对大气环境质量的影响,但是克拉玛依市目前及以后规划的工业布局比较集中在独山子区和克拉玛依区、白碱滩区。按照克拉玛依市“十二五”规划思路,独山子区的工业集中度还要进一步加强,但相应的配套环保项目在这里集中度也比较高,因此在今后的10年中,独山子区的环境空气质量可基本保持现状水平并且通过努力会较现状水平有所好转,通过前面的分析,依然会满足既定的环境空气质量的目标,其余各区的环境空气质量会有进一步好转的趋。
5.2 地表水环境影响分析
克拉玛依市全市没有集中生活污水、工业企业入河、入库排污口,河流、水库污染程度较轻,呈有机污染特征,主要污染物为总氮、总硬度、硫酸盐、氯化物、挥发酚等。其污染源一般与水文条件及上游来水周边的人畜活动有关。规划期克拉玛依市各类污水均不排入地表水体,不存在对地表水体污染影响。预测规划期各河、库水质均能保持现有水平不降低,并通过一系列的水资源保护措施,还可在现有水平上提高。
规划期对地表水环境影响主要表现在用水量及用水结构对水资源的影响。通过水资源供需平衡分析,规划2020年在P=75%的来水保证率下水资源量基本满足需求量,但存在着地区间的不平衡。通过对推荐方案水资源开发率的统计分析,2010、2020年水资源开发率在枯水年分别为71.8%、95.0%,开发率很高,接近极限开发方案。规划区域内水资源已被完全开发。
调水工程以后,每年都有剩余水量泄向艾里克湖,使艾里克湖生态得以恢复。根据规划,塔城地区在白杨河上游增加用水量后,克拉玛依市的白杨河入库水量减少,加之各业用水需求,下泄给艾里克湖的生态水量保证率降低,同时由于和布克赛尔县和什托洛盖工业区玛纳斯盐湖盐化工区规划水源为艾里克湖,其近期规划年需水量为873.4万m3;远期规划年需水量为1173.2万m3。这对于计划补给艾里克湖的水量2973万m3来说所占比例不算小,更增加了艾里克湖水的消耗。水量不能保证的直接结果是艾里克湖有可能再度干涸。
5.3 地下水环境影响分析
从2000年开始,油田联公司在百口泉水源地及其上游进行石开发,建设百重7井区,开发规模60万t/年,是油田公司稠油重点开发区。建设油井后,一旦发生原油泄漏,将污染地下水源。虽然油田分司采取了一系列必要的保护措施保护水源,但这仍是百口泉地下水源的一个重要威胁因素。另外,白杨河上游和达尔布图河上游将建设拦河坝式水库,调水7300万m3,减小百口泉地下水的河道渗漏补给量,从而影响百口泉地下水供水量。
玛纳斯河流域小拐地区灌区地下水严重超采,目前地下水位已下降到22.2m以下,局部地区地表植被已经得不到地下水的补给,生态环境面临威胁。
[1]新疆维吾尔自治区环境保护局.关于在克拉玛依市开展区域经济社会发展战略环境影响评价的通知[R].乌鲁木齐:新疆维吾尔自治区环保局,2008.
[2]克拉玛依人民政府.克拉玛依市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要[R].克拉玛依:克拉玛依人民政府,2010.
[3]克拉玛依人民政府.克拉玛依市城市总体规划(2006-2020)[R].克拉玛依:克拉玛依人民政府,2010.
[4]克拉玛依人民政府.2004-2010年新疆石油化学工业发展规划[R].克拉玛依:克拉玛依人民政府,2010.
[5]克拉玛依人民政府.克拉玛依市生态建设与环境保护规划[R].克拉玛依:克拉玛依人民政府,2010.
[6]克拉玛依人民政府.克拉玛依市统计年鉴(2001~2009)[R].克拉玛依:克拉玛依人民政府,2009.