PM2.5监测、防治及对河北省的政策建议*
2013-12-28
PM2.5的特点及其危害
PM是颗粒物 (Particulate Matter)的英文缩写,直径小于等于10微米的可吸入颗粒物被称为PM10,直径小于或者等于2.5微米的颗粒物称为PM2.5,也叫可入肺颗粒物,其直径约为人类头发丝的1/20。研究表明,空气中的PM2.5主要包括直接排放物和二次生成物。其中,直接排放的PM2.5,包括汽车尾气、扬尘、化工污染和餐饮油烟等,约占50%;二次颗粒物主要是二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等排放到空气中后,通过化学反应生成的硝酸盐、硫酸盐、二次有机气溶胶等细颗粒物,大体也占50%。PM2.5浓度受机动车尾气、工业废气和施工扬尘等素影响较大。同时,风力与降水等对PM2.5的浓度也有影响。
世界卫生组织认为,PM2.5小于10微克/年是安全值。根据我国目前的环保标准 (GB3095-2012),PM2.5年均浓度数值在0-35微克为优,35-75微克为良,24小时平均浓度小于75微克/立方米为良,小于35微克/立方米为优。世界卫生组织2005年出版的《空气质量准则》指出,当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时,人的死亡风险比每立方米10微克时约增加15%。
PM2.5直径较小,富含大量的有毒、有害物质,在大气中的停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量危害较大。气象专家和医学专家认为,与PM10相比,PM2.5不易被鼻腔内部的绒毛阻挡,进入呼吸道之后,PM2.5可以抵达细支气管壁,并干扰肺内的气体交换,引发哮喘、支气管炎和心血管病等疾病。根据世界卫生组织的研究报告,全球多数城市和农村人口的健康均受到大气颗粒物的影响,高污染城市中的人口死亡率比相对清洁城市高出15%~20%。据统计,在欧洲,PM2.5每年导致386000人死亡,并使欧盟国家人均期望寿命减少8.6个月。
国内PM2.5污染现状与监测防治
当前,我国PM10和总悬浮颗粒物(total suspended particulate,TSP)污染尚未全面解决,京津冀、长三角、珠三角等区域PM2.5和臭氧污染加重,每年出现灰霾污染的天数超过100天,个别城市甚至达到200天。美国国家航空暨太空总署 (National Aeronautics and Space Administration,NASA)公布的一张全球PM2.5污染地图显示,全球细颗粒物污染最严重的地区为北非以及我国的华北、华东和华中地区,我国大部分地区细颗粒物年均浓度接近80微克/立方米,约为世界卫生组织规定的安全界值 (年均10微克/立方米)的8倍。
美国学者根据卫星数据对2001-2010年我国各省可吸入颗粒物浓度的研究成果表明,除了海南、黑龙江和西藏自治区之外,全国各省、自治区及直辖市的PM2.5年均浓度都高于世界卫生组织建议的年均10微克/立方米的安全水平。其中,以山东、河南最高。2010年,河北省按人口加权的PM2.5年均浓度指标,仅次于山东、河南、江苏和四川,居全国第5位。
表1 我国环境空气污染物基本项目浓度限值
图1 美国NASA全球PM2.5污染全景图
就区域而言,PM2.5污染程度最严重的主要是华北地区和华东地区。总体来看,我国北方的PM2.5浓度高于南方。但是,PM2.5是多种物质的结合体,不同地区的PM2.5性质与构成也不尽相同。在北方,PM2.5受沙尘等因素影响较大。而在南方,尤其珠三角地区,硫酸盐、硝酸盐和有机污染物的影响相对更大。此外,夏季和冬季不一样,冬季燃煤产生的污染较大;在夏季,烹饪油烟的影响比较明显。
除了受纬度与产业结构等因素影响以外,地形地貌和气候条件对PM2.5的影响也较大。海南之所以能维持在安全值以内,除了废气处理得当之外,热带雨林等植被资源的深度净化也是主要原因之一。根据2011年的统计数据,海南森林覆盖率高达60%,居全国第二位,远远高于全国平均水平。相比之下,北京三面环山,一面向海,呈明显的簸箕状地形,北方冷空气多被阻挡,又缺乏南方城市的丰沛降水量,空气中污染物的扩散较为困难。
近年来,我国政府对颗粒物的监测与防治工作高度重视。2012年2月底,国务院专门讨论了空气质量标准问题,颁布了新修订的《环境空气质量标准》,同时部署了加强大气污染综合防治重点工作。根据国务院部署,自2012年起在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开展PM2.5与臭氧等项目监测,2013年在113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市开展监测,2015年覆盖所有地级以上城市,2016年1月1日,全国实施新标准。
京津冀区域PM2.5污染现状及监测防治
根据中科院大气物理研究所的监测数据,从2003年以来,京津冀区域PM10的污染指数在下降,年均下降2%~3%,目前的年均浓度值在120-130微克/立方米之间。其中,PM2.5在PM10中占到60%~70%,据此推算,京津冀区域大气PM2.5的年均浓度约为70-80微克/立方米。
(一)北京市细颗粒物监测与防治
目前,北京的环保治理措施已比较严格,1999年-2011年,北京市空气质量连续13年逐步改善,但PM10浓度仍然超标。北京市环保局根据PM2.5的相关研究文献推测,北京市2000年PM2.5年均浓度约为100-110微克/立方米,到2005年,降低到80-90微克/立方米,2010年达到70-80微克/立方米。
根据北京市环保部门的监测分析结果,外来微尘对北京的影响最大,约占PM2.5来源的24.5%。主要原因在于,环渤海地区聚集了大量的水泥、钢铁、炼油、火电等高污染产业,对首都大气构成了较大污染。机动车尾气污染是北京市PM2.5的第二大来源,目前,北京市机动车超过500万辆,机动车尾气排放占PM2.5 排放总量的22%。
除了上述因素之外,北京工业企业排放的PM2.5仍是主要来源,占北京PM2.5本地来源的22%。此外,大面积的工地扬尘,相对不利的地理气象条件,较低的森林覆盖率,较小的水域面积以及相对集中的人类活动,都导致北京空气污染物浓度长期超标。
根据《北京市2010-2020年大气污染治理工作方案》,到2020年,空气中主要污染物浓度将比2010年下降30%,PM10 浓度达到每立方米80 微克,PM2.5达到每立方米50微克。按照目前的治理进程,2030年北京市空气质量将达到当前的国家环保标准(GB3095-2012)。
表2 京津冀区域城市空气质量目标考核依据
(二)河北省细颗粒物监测与防治
目前,河北省空气质量形势十分严峻,设区市大气主要污染物浓度仍然较高,一些达标城市接近标准上限。河北能源结构以煤炭为主,2010年煤炭消耗占一次能源消耗的88.6%,比全国平均水平高出近20个百分。同时,河北城市机动车数量迅速增长,城市大气中约有25%~35%的PM2.5和30%的氮氧化物来自机动车尾气。目前,即使不考虑新增检测因子,仅就收紧的PM10标准限值衡量,河北仍有8个地级市不达标。
2012年6月,河北省政府下发了《关于加强PM2.5 监测防治工作的通知》,要求各地要高度重视PM2.5监测防治工作,强力推进《环境空气质量标准》(GB3095-2012)。根据省委省政府的部署,自2012年11月1日起,11个设区市所有空气监测点位均要发布监测点位PM2.5小时浓度值。2013年1月1日,11个设区市空气监测点位要在省、市环境保护部门政府网站、环境监测部门网站上发布环境空气质量监测数据。
目前,在河北省全部53个国家网监测点位中,省会石家庄有8个监测点,为监测点位最多的城市,唐山、保定均为6个,秦皇岛、承德、张家口均为5个,邯郸、邢台、廊坊各为4个,沧州、衡水最少,均为3个。
在2013年初全国大范围的雾霾天气中,石家庄连续多日重度污染,居全国首位,主要原因在于石家庄地理条件存在先天不足。石家庄位于太行山东麓,由于西部山脉的阻隔,市区大风次数少,风速低,且大气逆温天气较多,年降水量偏少且不均匀,热岛效应明显,污染物聚积在大气层底部,不易扩散。同时,石家庄的能源结构仍以燃煤为主,机动车保有量超过160万辆,高能耗、高污染行业比重较高,城市空间布局不合理,主城区人口密度较大,上述因素加剧了石家庄的大气污染程度。
此外,华北地区第二大城市天津的PM2.5污染也较为严重。燃煤使用比例偏高,全市目前保有的200多万辆机动车中,有黄标车近30万辆,机动车尾气、灰霾等新污染问题日益突出,城市大气污染特征逐步从单一的煤烟型污染演变为复合型污染。综上所述,采取有效措施,强力推进京津冀区域PM2.5监测与治理势在必行。
河北省加强PM2.5治理的政策建议
根据国家环保部2012年12月正式发布的《重点区域大气污染防治 “十二五” 规划》,到2015年,京津冀、长三角、珠三角等大气污染严重的地区,细颗粒物PM2.5年均浓度要比2010年下降6%,全国其他重点区域的PM2.5年均浓度要下降5%。
PM2.5来源广泛、成因复杂,传统的大气污染防治措施很难奏效,必须从生产、生活和生态等多方面着手,采取综合措施,有效控制城市人口和经济规模,优化产业和能源结构,协同控制各类污染物,全面削减二氧化硫、氮氧化物、工业烟粉尘、工地扬尘和挥发性有机物的排放量。
就河北省而言,应按照 “减煤、降尘、控车、增绿” 的原则,严格控制新建燃煤项目,加快淘汰现有燃煤锅炉,全面推广天然气、液化石油气、煤气和太阳能等清洁能源。同时,积极推进产业结构调整,优化工业布局,重点防控二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物等污染物。在环首都绿色经济圈、沿海经济隆起带等区域统筹重点行业发展,控制大气污染蔓延。
(一)建设环首都生态安全体系,推进城市立体绿化
根据《河北省生态环境保护 “十二五” 规划》,河北将通过建立二氧化碳等主要温室气体排放清单及排放量统计制度,加强环首都绿色经济圈的生态建设,构建由永定河、潮白河、拒马河、滦河干流河谷,以及环首都绿色城镇和西北部生态屏障区组成的环首都生态安全体系,建成 “山、水、城、田” 融合一体的自然和谐生态网,增加生态系统碳吸收能力。
众所周知,植物和水是吸附降解PM2.5的最佳途径。因此,河北大中城市和环首都县市还需要实施立体绿化,最大限度地吸收降解PM2.5。研究表明,城市周边森林绿地只有5%的负氧离子进入城市中心区,而城市中心区是PM2.5浓度最高的区域,只有积极扩大城市绿化面积,才能有效解决城市PM2.5问题。世界上很多国家都十分重视发展立体绿化,德国、日本和新加坡的经验值得学习。国内的成都、佛山、长沙、杭州和北京等城市也在积极行动,推进城市立体绿化。
治理城市中心区的PM2.5,要在城市中心区实施立体绿化,增绿扩水,提高城市的生态自净力。城市立体绿化的主要途径包括:马路中间隔离带要加大绿植,将有条件的建筑玻璃幕墙改造为水幕墙,实施墙体绿化和屋顶草坪绿化,建设空中花园,实施阳台、露台、室内绿化,建设雨水收集系统,节水灌溉。此外,还可以将阳台、广场、停车场的水搜集起来,在整个城市 (广场、马路、公园、建筑)建立雨水收集系统,用于绿化灌溉和补充地下水源,通过增绿扩水,提高城市的生态自净力。
(二)出台相关奖惩措施,坚决淘汰黄标车
近年来,各地机动车保有量大幅攀升。以北京为例,1980年全市只有机动车10万辆,到2010年5月,北京市机动车总数已达到430万辆,远远超过洛杉矶发生光化学烟雾时的300万辆车和日本东京发生光化学烟雾时的200多万辆车。统计数据显示,截至2012年5月,主要城市机动车保有量分别为:北京502万辆、重庆376万辆、上海307万辆、天津248万辆、广州229万辆、苏州223万辆、杭州211万辆、深圳209万辆、成都205万辆、青岛199万辆。
目前,全国有1/5的城市大气污染严重,113个重点城市中空气质量达不到国家二级标准的超过1/3,而机动车尾气排放往往是大中城市大气污染物的主要来源。研究表明,“黄标车” 尾气排放的污染物是同类欧Ⅳ标准达标汽车的20倍左右。因此,对新生产车辆实行严格的准入制度,加速淘汰高排放“黄标车”,是治理PM2.5的重要手段。
来自河北省环保厅的数据显示,截至到2011年底,河北省机动车保有量达到1450万辆 (含摩托车)。机动车氮氧化物排放量56.53万吨,占全省氮氧化物排放量的32.36%。河北科技大学的研究表明,机动车排气污染已超过工业污染,成为河北省主要城市灰霾、酸雨和光化学烟雾频发的主要根源。基于上述原因,2012年初,河北省政府印发了《河北省机动车氮氧化物总量减排实施方案》,旨在建立全省机动车污染防治体系,有效削减机动车氮氧化物排放总量。根据该方案,到2012年底前,石家庄、唐山、廊坊、邯郸市主城区黄标车限行。到2013年底前,各设区市城市主城区黄标车限行。
考虑到北京率先采用国V燃油标准,以及河北省环首都的特殊区位,建议在大气污染较为严重的市县和环首都县市提前实施国V标准,与北京保持同步。为解决北京机动车出京在河北加油后燃油混合的问题,建议在主要交通干道沿线和环首都县市提前推广使用国V标准燃油,确保出京车辆在河北交通干线能够补充国V标准燃油。此外,建议出台优惠政策,进一步推广油气两用机动车,鉴于燃气机动车加气站偏少的实际情况,加快建设燃气机动车加气站。同时,强制车辆加装尾气处理装置。
(三)引入排污权交易和碳交易,推广绿色信贷
尽管欧美国家环保标准和法规已经十分严格,但污染物的总量仍会随经济增长而持续增加,此时如果进一步收紧标准,达标成本会使企业无法承受,对社会经济产生较大影响。为此,发达国家在环保工作中引入了市场机制,美国最常用的是排污许可证交易制度,欧洲部分国家则借助于排污收费和排污税来约束排污行为。市场机制的引入,不但有效控制了污染物排放总量,而且避免了经济发展与环境保护之间的直接对立,减轻了环保部门的压力。
按照国家发改委的相关部署,2013年将在北京市、天津市、上海市、重庆市、深圳市等地启动碳交易试点。此前,北京、上海和天津已相继成立了相关交易中心,积累了一定的经验,为上述工作奠定了良好的基础。目前,上述各省市正在抓紧推进各项工作。
河北是资源大省,重化工业较为发达,节能减排任务艰巨。因此,河北要积极参与碳交易和排污权交易。相关部门组织赴欧洲和日本考察碳汇交易,加强同碳交易试点各省市的交流与合作。同时,鼓励重点企业积极参与碳汇交易,采用市场手段实现节能减排,达到碳中和的目的。同时,强化河北产权交易中心(河北环境能源交易所)与试点省份的交流与合作,争取设立分支机构。此外,鼓励金融机构开发绿色信贷产品,扶持节能环保产业发展,助推产业结构升级。
(四)强化科技支撑,扶持相关环保产业
为有效监测与治理PM2.5,必须加强环保科学技术支撑,对细颗粒物污染源开展调查及相关研究。在科学分析大气环境质量状况的基础上,针对河北空气质量改善阶段性目标,加快对PM2.5的污染物构成、污染来源、污染特征、污染危害等方面的基础研究与技术分析,明确排放清单和控制对策,建立PM2.5监测与防控科研专项制度,组织省内外相关研究机构开展科技攻关,为开展PM2.5监测和大气污染治理提供可靠依据。
根据国务院的相关部署,2015年PM2.5监测将覆盖所有地级以上城市。“十二五” 期间,国内要建设1500个PM2.5监测点位,前期投入将超过20亿元。环保仪器与设备采购规模空前,市场空间极大,对环保产业的拉动十分可观。而河北的上市公司先河环保在环保检测设备生产方面具有较好的产业基础、一定的研发能力和较大的市场份额。建议河北省制定专门规划,出台优惠政策,对环保产业进行定向扶持,提升产业竞争力。
此外,还要倡导低碳生活方式,减少能耗和污染物排放。从国外特大型城市的经验来看,产业升级之后,能耗大户不再是工业企业,而是建筑物和机动车。所以,要重视建筑物的节能降耗,倡导低碳生活方式,鼓励“生态驾驶”、“低碳出行”。同时,加强公共交通基础设施建设,减少居民出行对机动车的依赖,从而有效降低燃油消耗和减少汽车尾气排放。
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