乌鲁木齐市大气污染状况及治理成效研究

许 鹏，谢海燕，孙媛媛

（新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

乌鲁木齐市大气污染状况及治理成效研究

许 鹏，谢海燕，孙媛媛

（新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

对乌鲁木齐市近10年的空气质量各级别天数、主要大气污染物年均浓度进行研究，结果显示乌鲁木齐大气环境质量正向良好的趋势发展；PM10、NO2年均浓度变化幅度不大，仍高于国家二级标准；SO2年均浓度在2012年首次达到国家二级标准。大气污染物浓度与气象因素的相关分析显示，乌鲁木齐市大气污染物月均浓度和 AQI与月均气温、日照时数、蒸发量呈显著的负相关关系，与月均湿度呈显著的正相关关系。通过变异系数法进一步得出节能减排和能源结构调整是促进乌鲁木齐市大气环境质量改善的主要因素。

空气质量；大气污染；状况；治理；成效；研究；乌鲁木齐

随着经济发展和城市化速度的加快，乌鲁木齐市空气污染物的排放量不断增加，污染范围不断扩大，以颗粒物、二氧化硫、二氧化氮等为主要污染物的大气污染日趋严重。鉴于空气质量恶化对经济建设、城市化进程及城市居民身体健康造成的不利影响，环境空气质量受到居民、政府和环保部门的密切关注。2009年，乌鲁木齐市启动了新一轮 “蓝天工程”，实施了以节能减排、能源结构调整、环境综合治理等为重点的大气污染治理项目。本文研究了2003—2012年乌鲁木齐市大气质量状况，并对10年来治理大气污染的不同环保措施成效进行了分析。

1 乌鲁木齐市环境空气质量状况

1.1 空气质量变化

根据新疆环境状况统计公报和乌鲁木齐年鉴，乌鲁木齐空气质量达到各级别的天数如表1和图1所示。

从表1和图 1可以看出，2006年以来乌鲁木齐市空气质量达到二级标准及以上的天数呈上升趋势，2012年空气质量优良天数为 292d，占全年天数的80%，比“十一五”最好的年份2010年增加近7个百分点。

1.2 大气污染物浓度变化

大气污染物 PM10的年均浓度在 114～152μg／m3，2007年后增降幅度不大，但历年浓度均明显高于 《环境空气质量标准》 （GB3095－2012）中的二级标准 70μg／m3。

2003—2012年，乌鲁木齐市大气污染物 SO2年均浓度变化值为 1～25μg／m3，有增加也有降低。2008年以后，SO2年均浓度呈下降趋势，2012年SO2年均浓度为 58μg／m3，首次低于 国家二 级标准。

大气污染物 NO2历年浓度变化值不大，年均浓度值均高于 《环境空气质量标准》（GB3095－2012）中 的 二 级 标 准 40μg／m3，超 标 率 40% ～70%。

2 成因分析

2.1 地形地貌

乌鲁木齐市位于天山北部、准葛尔盆地南缘，周边多为荒山戈壁，易形成扬尘天气。东南西三面被平均海拔 680～950m的山脉包围，坡降落差较大，南高北低、中间低洼，地形条件非常不利于大气的流通和污染物的扩散。

2.2 气象因素

乌鲁木齐市地处亚欧大陆腹地，属于典型的温带大陆性气候，降水量较小，蒸发量较大，冬季静风频率高，中性和稳定类型天气居多［1］。

本文利用 SPSS中的相关分析功能，对乌鲁木齐市 2003—2012年主要大气污染物 SO2、PM10、NO2和空气污染指数 AQI与各气象要素之间做了相关性分析，分析结果见表2。

分析结果表明：SO2月均浓度、PM10月均浓度、NO2月均浓度和月均AQI与月平均气温呈显著负相关，相 关系 数 分 别为 －0.97、－0.96、－0.99、－0.96；与月平均湿度呈显著正相关，相关系数分别为 0.95、0.95、0.97、0.95；与月平均日照时数呈显著负相关，相关系数分别为 －0.95、－0.98、0.97、－0.98；与月平均蒸发量呈显著负相关，相关系数分别为－0.93、－0.93、－0.98、－0.93。原因是乌鲁木齐市冬季气温低、湿度大、蒸发量小、日照少，大气层结通常较稳定，形成低空逆温的概率较大，不利于污染物的扩散，易造成大气污染。与月平均降水量相关分析中，只有NO2与其在0.05水平呈显著负相关，相关系数为 －0.58；与月平均风速相关性不明显。其原因可能是乌鲁木齐市一年之中月平均风度变化不明显。

2.3 人为因素

目前，煤炭是乌鲁木齐一次性能源消费的主要成份［2］，经济的高速增长主要建立在石油化工、煤炭、钢铁、电力等高能源消耗、高污染排放的工业基础上。由表3可以看到，近10年工业耗煤量呈上升趋势，工业SO2和烟尘的排放量较大。冬季分散的居民采用燃煤小锅炉取暖是 SO2、烟尘等污染物的排放源之一，其排放情况见表4。另外，机动车源污染是乌鲁木齐市空气污染的又一主要因素，由此带来的机动车尾气污染正趋于严重。据统计，2010年乌鲁木齐市机动车 NOx和烟尘的排放量分别为5.45万 t和 0.44万 t，分别占全市 NOx和烟尘总排放量的35%和11%。

3 大气污染主要治理措施及成效

3.1 加大工业污染源和生活污染源治理力度

（1）工业污染源治理

面对资源能源消耗持续增长、环境容量相对不足、以煤炭为主的能源结构和产业偏重化结构的趋势还将维持较长一段时期的客观事实，乌鲁木齐市从加快淘汰落后工业产能入手，转变经济发展方式、优化产业结构，推动节能减排，严格执行行业准入条件，严格限制高耗能、高污染行业发展，防止落后产能反弹，提高经济增长质量和效益。乌鲁木齐市还于2004年划定天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区四个行政区范围内为高污染燃料禁燃区，面积 130.74km2；将中心城区内化工等重污染工业企业全部搬离城区，严格控制燃煤硫份不得高于 0.5%，限令工业改造脱硫除尘设施，减少工业源污染物排放。根据 2004—2012年乌鲁木齐年鉴和2013年乌鲁木齐统计年鉴，到2012年，乌鲁木齐市工业产值万元煤耗3.12t、单位万元工业产值 SO2排放量16.0kg、单位万元工业产值烟尘排放量 8.1kg，相比2003年分别减少 48%、75%、77%，工业产值增长质量和环境效益有较大提高。

（2）生活污染源治理

乌鲁木齐市供暖期长达180d，分散的燃煤锅炉是造成乌鲁木齐市冬季大气污染的主要原因之一。自2000年起，乌鲁木齐市政府采取了燃煤锅炉清洁能源改造、燃煤小锅炉拆并、老旧管网改造、新建大型热电联产热网等强硬措施。2012年乌鲁木齐筹资121亿元对中心城区所有供热设施进行煤改气，同步拆并改造燃煤分散锅炉 11075台，新增热电联产面积360万 m2，大气污染治理力度空前。

3.2 控制机动车污染源，发展绿色交通

随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户，但在给人们生活带来方便的同时，其排放的尾气也加剧了城市大气环境污染。经相关调查，乌鲁木齐市大气环境污染已经由单一的煤烟型污染转变为机动车尾气和煤烟型混合型污染［3］。面对已不可忽视的机动车尾气污染，乌鲁木齐市严格控制油品质量，同时结合本地蕴含丰富天然气和液化石油气这一自然条件，鼓励燃油车进行天然气、液化气改装。2010年，全市已改装燃气汽车4万多辆，其中全市4201辆公交运营车、7413辆出租车全部使用压缩天然气作燃料。到2012年，全市车用天然气已达6.22亿m3，比2003年增加5.73 亿m3；车用液化气自 2005年呈逐年下降趋势。此外，乌鲁木齐市对上路机动车发贴 “黄绿标”环保标志，对黄标车限制其行驶路段。

3.3 推进建筑节能改造

建筑节能是在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率，减少能源消耗［4］。推行建筑节能改造，对建筑采暖以煤炭为主的乌鲁木齐市来说意义重大，这不仅可以降低供暖耗能，而且还是改善大气环境的重要途径。从 2003年 4月开始，乌鲁木齐市新建建筑按 50%节能标准、2009年按65%节能标准强制执行。据调查乌鲁木齐未达节能标准的既有居住建筑超过 4000多万m2，这些建筑多为 1975—2002年期间建造的非节能建筑，保温性能差，能耗高。针对既有建筑改造主要包括对建筑外墙、屋顶等外围护结构和室内外供热系统进行保温隔热改造以及进行室温可控。由表8可知，2005—2012年既有建筑节能改造面积累计达1050.46万m2，其能源节约量、SO2和烟尘的减排量相当可观。

3.4 植树造林，增加绿化面积

绿化可以改善人类生活质素、保护城市生态环境，在城市大气环境的生态平衡中起着“除污吐新”的作用。城市绿化对大气环境的保护主要体现在对大气污染的净化作用和绿化防污效应两方面［5］。一方面是吸收CO2放出O2，保持CO2和O2间平衡；另一方面大片的林木绿地，不但可吸收大气中部分的有害气体，而且由于绿地与附近地区空气的温差，造成缓慢对流，打破空气的静止状态，促进了有害气体的稀释、扩散，从而降低大气有害气体的浓度［6］。乌鲁木齐市一直坚持扎实开展城区绿化工作，加大周边生态环境建设，提高森林覆盖率，发挥城市绿化在改善大气污染方面的作用。到2012年，乌鲁木齐市人均公园绿地面积达9.2m2／人，比2011年增加1.4%，比2003年增长1.14倍；建成区绿地覆盖率达到37%，相比2003年增加55.2%。

3.5 大气治理成效分析

本文就节能减排、调整优化能源结构、增加城市绿化三个主要方面选取工业产值万元耗煤量、拆并改造锅炉、车用天然气供应量、既有建筑节能改造面积、建成区绿地覆盖率5个因子，运用变异系数法［7］具体量化了这5个因子在改善乌鲁木齐市大气环境质量方面的贡献率。

如表10所示，乌鲁木齐市采取能源结构调整战略，大力推广清洁能源，一方面不断降低工业的燃煤消耗量，加大天然气、电能等清洁能源的比例，使单位工业产值万元耗煤量不断降低，从而减少污染物的排放，改善大气环境质量初见成效，贡献率达7%；另一方面推进机动车燃气改造，降低机动车对汽油、柴油的需耗，使天然气的需求比例不断上升，控制机动车尾气排放对大气环境的影响，对大气环境质量改善的作用也较为突出，其贡献率为25%。在节能减排方面，拆并改造分散燃煤锅炉，增加集中供热面积，坚定、全力地推行“煤改气”工程，加强对既有建筑节能改造的力度，大大减少了燃煤供暖污染物的排放，从根本上遏制了大气污染，两者对大气环境质量改善的贡献率分别达30%和31%。另外，大力开展的城市绿化工程对乌鲁木齐大气环境质量的改善也起到了一定的积极作用，绿地覆盖率的增加，对颗粒物、SO2的滞留、吸附能力增强，进而降低了因地表裸露造成大气二次污染的概率。

4 结论

2003—2012年乌鲁木齐市大气环境质量向好的方向发展，SO2年均浓度值在 2012年首次满足国家二级标准；PM10、NO2年均浓度增降幅度不大，仍高于国家二级标准。

月平均气温、月平均湿度、月平均日照时数、月平均蒸发量与SO2、PM10、NO2和 AQI的关系密切，相关系数分别为 －0.97、－0.96、－0.99、－0.96；0.95、0.95、0.97、0.95； － 0.95、－0.98、－0.97、0.98；－0.93、－0.93、－0.98、－0.93。

2003—2012年治理大气污染所采取的降低单位工业产值耗煤量、推进机动车燃气改装等调整能源结构措施对改善大气环境质量的贡献率为32%；拆并改造锅炉、推进建筑节能改造等节能减排措施贡献率最大，占 61%；增加建成区绿地覆盖率对空气质量的改善也起到了促进作用。由此看来，乌鲁木齐市改善大气环境质量的措施初见成效，今后应该继续推进大气污染治理的各项措施。

［1］李瑞，余锦华，李如绮.乌鲁木齐市近43年风速气候特征分析 ［J］.干旱区资源与环境，2009，（5）：106－109.

［2］王春华，吕爱华.乌鲁木齐大气污染现状及影响因素分析［J］.新疆农业大学学报，2010，33（4）：349－353.

［3］赵晖，邹林英.乌鲁木齐市汽车尾气排污现状及防治对策探讨 ［A］.中国 环境 保护 优 秀 论 文集 ［C］.2005：1425 －1428.

［4］罗静.寒冷地区既有建筑节能改造及能耗评估的研究［D］.西安：西安科技大学，2008.

［5］冯 采 芹.城市 环 境研究 ［M］.北京：中 国 环境 出版社，1992.

［6］卓秋芬.大气污染与城市绿化植物 ［J］.环境科学，2005，（10）：47－48.

［7］门宝辉，梁川.基于变异系数权重的水质评价属性识别模型［J］.哈尔滨工业大学学报，2005，37（10）：1373－1375.

Current Status of Air Pollution and Effectiveness Analysis of Air Pollution Management in Urumqi City

XU Peng，XIE Hai－yan，SUN Yuan－yuan
（Academy of Pratacultural Environmental Science，Xinjiang Agricultural University，Urumqi Xinjiang 830052 China）

The days of different air quality levels and the annual average concentration of the main air pollutants in Urumqi city in recent decade were examined.The results implied that the air quality of Urumqi city was getting better.The annual average concentrations of PM10and NO2have been steady reaching the second grade of the national standard in the last ten years.SO2has achieved the second grade for the first time in 2012.The correlation analysis between atmospheric pollutants concentration and weather factors implied that the monthly average concentration ofatmospheric pollutants and air quality index had a significantly negative correlation with temperature，sunshine time，and evaporation，but a significantly positive correlation with monthly average humidity.According to the variation coefficient method，the major drivers of improving air quality in Urumqi city were implementation of energy conservation and emissions reduction and the adjustment of energy structure.

air quality；air pollution；status；treatment；effectiveness；research；Urumqi city

X51

A

1673－9655（2014）04－0038－07

2014－03－20

土壤学自治区重点学科资助，新疆草地资源与生态实验室资助。

许鹏，男，硕士研究生，主要从事环境影响评价研究。

谢海燕，女，副教授，硕士研究生导师，主要从事环境科学研究及教学工作。