承德市城乡结合部大气污染源分析

成福伟，张月丛

（河北民族师范学院，河北承德067000）

承德市城乡结合部大气污染源分析

成福伟，张月丛

（河北民族师范学院，河北承德067000）

用实地调研的方法获得承德市城乡结合部大气污染源类型及数据，结合相关统计资料，按照国家环保总局（环发[2003]64号）“燃料燃烧排放大气污染物物料衡算办法”进行计算。结果表明：承德市城乡结合部2013年主要大气污染源为烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物，分别占污染物排放总量的71.83%、3.04%、19.97%和5.61%。烟尘主要来自居民生活和建筑工地，分别占60.70%和39.30%。交通污染源中，氮氧化物排放量占交通污染源排放总量的54.44%，一氧化碳排放量占38.08%。抑制生活污染源的主要对策为改变生活方式减少煤炭燃烧量；交通污染源治理首先应推广汽车尾气处理装置，其次减少私家车的使用；加强建筑工地防尘处理。

大气污染源；城乡结合部；承德市

2014年1月4日，国家减灾委员会办公室、民政部通报2013年自然灾情，将雾霾天气首次纳入自然灾害范畴。2013年，多发、频发的严重雾霾天气出现在我国中东部地区。除8月外，各月雾霾日数均比历史同期偏多，其中，1～3月、9～12月雾霾天气比其他月份更为严重。大气污染关系到国民身体状况，国内学者对大气污染高度重视，江梅等做了国家大气污染物排放标准体系研究[1]；刘伦升做了大气污染物排放权初始分配研究[2]；盛青做了主要氮氧化物排放源排放标准及其环境影响模拟研究[3]；还有区域污染物排放研究[4～12]。承德市和同期其他城市相比虽然雾霾天气较少，但与本地历年状况比较，雾霾天气也有增加趋势。城乡结合部是指兼具城市和乡村土地利用性质的城市与乡村地区的过渡地带，尤其是指接近城市并具有某些城市化特征的乡村地带。目前，对承德市城乡结合部大气污染源类型、分布、产生途径、源强等情况研究较少，治理管理措施相对滞后，因此该区域产生的大气污染物在一定程度上对承德市中心城区产生不利的影响。为了更好的治理城市大气污染，改善承德市大气环境质量，调查承德市城乡结合部大气污染物的产生、源强、分布特性、传输渠道等状况尤为重要。调查组立足承德市城乡结合部实际情况，对位于承德市东西南北四个方向城乡结合部的红石峦村、太平庄、大三岔口村、老西营进行了详细调查。调查的大气污染源按来源分为5个类别：生活源、交通源（道路和车辆）、农业源、工业源、大型施工工地[13]。最后，针对主要影响因子进行定性定量分析，为承德市城乡结合部大气污染防治提出对策建议。

1　研究区概况

红石峦村、太平庄、大三岔口村和老西营分别位于承德市区东部、东南部、西部和北部四个方位，均部属典型的城乡结合部。本区属季风气候区，风向的变化具有明显的季节。冬季12～2月以偏北风为主，夏季6～8月以偏南风为主，春秋两季是这两种气流的转换季节，春季接近夏季情况，秋季则近于冬季。除静风外，年最多风向为西南和西北。年平均风速为1.4～4.3米/秒，全年大风日数11～63天。

红石峦村位于承德市区东部，原来是一个大村庄，有508户居民1675人，户均人口3.3人/户。2005年开始城中村改造拆迁，在村庄周围选址该居住楼房，但回迁楼还没有建成，拆迁户均未回迁。拆迁户目前多数租房住或借助亲戚家，住房条件比较艰苦。未拆迁的有70多户居民，他们因为随时准备拆迁，近年来也没有对住房进行投资装修，所以在红石峦村看不到窗明几净的住房。

居民冬季采暖设备为土暖气，取暖以烧煤为主，个别家庭住火炕烧木柴。冬季做饭与取暖同用炉灶烧煤，配合使用电饭锅、电饼铛等，夏季做饭用电为主，个别家庭烧木柴和锯末。

居民已没有耕地，没有大型企业。村民以经商打工为生，主要经营有小卖部、煤炭、水果。此外，逢五逢十为大集，集市期间可采购日常生活用品。全村现在居住的70多住户中有10多辆家用汽车，3辆运货卡车，有2辆旧拖拉机。

2　数据来源和分析方法

2.1数据来源

立足于调查区现状，调查大气污染源按来源分为5个类别：生活源、交通源（道路和车辆）、大型施工工地、农业源、工业源。其中以生活源作为重点调查内容，调查每个家庭住户冬季取暖能源消费结构，交通源统计家用汽车拥有量。

2.2污染源数据处理

2.2.1生活污染源

（1）煤炭消耗量

红石峦村每个住户年煤炭购买量3～5吨，全村70户居民年均煤炭消耗总量为210吨～350吨。每户住房面积大约120平方米，户均人口3.3人。计算得知人均年煤炭消耗量0.9吨～1.5吨，取其平均值为人均年煤炭消耗量1.2吨。

双桥区农业人口5.1万人，他们的生活方式大致相同，多居住在城乡结合部。以此为依据计算得出承德市城乡结合部年煤炭消耗总量为5.1×1.2=6.12万吨。

（2）煤炭燃烧污染物排放种类和排放量

按照国家环保总局（环发[2003]64号）“燃料燃烧排放大气污染物物料衡算办法”进行计算，

①烟尘排放量

式中Gsd为烟尘排放量（kg）；B为耗煤量（T）；A为煤中灰分（%）；Dfh为灰分中烟尘（%）；η为除尘系统除尘效率（%）；Cfh为烟尘中可燃物（%）。

承德市城乡结合部燃煤年烟尘排放量为

②二氧化硫排放量

式中GSO2为SO2排放量（kg）；B为耗煤量（T）；S为燃煤全硫份含量（%）。

承德市城乡结合部燃煤年SO2排放量为：

GSO2=1600×61200×0.53%=518976kg=518.976吨

③一氧化碳排放量

式中GCO为CO排放量（kg）；B为耗煤量（T）；C为燃煤中碳含量（%）；Q为燃煤燃烧不完全值（%）。承德市城乡结合部燃煤年一氧化碳排放量

GCO=2330×61200×80%×3%=3422304kg=3422.304吨。

④氮氧化物排放量

式中GNOX为NOx排放量（kg）；B为耗煤量（T）；β为燃煤中氮的转化率（%）。

承德市城乡结合部年氮氧化物排放量

2.2.2交通污染源

（1）燃油消耗量

红石峦村交通运输工具统计有3辆卡车（1800升油/车年）、14两家用轿车（1200升油/车年）、2辆基本废弃的拖拉机构不成主要大气污染源。3辆卡车年油耗量3×1800升=5400升油；14两家用轿车年油耗量141200升=16800升。总计16800+5400= 22200升。人均年油耗量22200÷(70×3.3)=96.10升。

双桥区农业人口5.1万人，他们的生活方式大致相同，多居住在城乡结合部。以此为依据计算得出承德市城乡结合部年均消耗汽油总量为5.1×96.10= 490.13万升=490.13万升÷1379.31=3553.44吨。

（2）燃油污染物排放种类和排放量

按照国家环保总局（环发[2003]64号）“燃料燃烧排放大气污染物物料衡算办法”进行计算，

①二氧化硫排放量

式中GSO2为SO2排放量（kg）；B为耗油量（T）；S为燃油全硫份含量（%）。

承德市城乡结合部燃油年SO2排放量为

GSO2=2000×3553.44×0.1%=7106.88kg=7.1吨。

②一氧化碳排放量

式中GCO为CO排放量（kg）；B为耗油量（T）；C为燃油中碳含量（%）；Q为燃油燃烧不完全值（%）。承德市城乡结合部燃油年一氧化碳排放量

③氮氧化物排放量

GNOX=1630×B×(N×β+0.000938)

式中GNOX=为NOx排放量（kg）；B为耗油量（T）；N为燃油中氮含量（%）；β为燃油中氮的转化率（%）。

承德市城乡结合部燃油年氮氧化物排放量

2.2.3其他污染源

红石峦村没有工厂和农田，即没有农业和工业污染源。大型施工工地位于村庄北部的小北沟，面积260×150=39000m2=3.9万m2，地面状况裸露，建筑面积为3.9万m2×21=81.9万m2。计算出工地扬尘排放量：

红石峦施工工地扬尘排放量是按照物料衡算方法，根据建筑面积（市政工地按施工面积）、施工期和采取的扬尘污染控制措施，按基本排放量和可控排放量分别计算红石峦村施工工地扬尘排放量。

式中W为施工工地扬尘排放量（吨）；WB为基本排放量（吨）；WK为可控排放量（吨）；A为建筑面积（市政工地按施工面积，万平方米）；B为基本排放量排放系数（吨/万平方米*月）；P11、P12、P13、P14为各项控制扬尘措施所对应的一次扬尘可控排放量排污系数（吨/万平方米*月）；P2为控制运输车辆扬尘所对应二次扬尘可控排放量系数（吨/万平方米*月）；T为施工期（月）。

WB=A×B×T=81.9万m2×2.8吨/万平方米*月×7月=1605.24吨

施工工地没有扬尘控制措施，故WK=0。

施工工地年扬尘排放量

红石峦村人均施工工地年扬尘排放量=1605.24吨/1675人=0.96吨/人。

双桥区农业人口5.1万人，他们的生活方式大致相同，多居住在城乡结合部。以此为依据计算得出承德市城乡结合部年均施工工地年扬尘排放量为5.1×0.96=4887.60吨。

2.3数据统计分析

表1　承德市城乡结合部污染物排放量统计Table 1 pollutant emissions statistics of Chengde City fringe

统计结果表明，承德市城乡结合部年均烟尘排放量12437.45吨；二氧化硫排放量526.08吨；一氧化碳排放量3458.52吨；氮氧化物排放量893.51吨。在污染物排放总量贡献率分别为71.83%、3.04%、19.97%和5.61%。

图1　污染物在排放总量中的贡献率Fig.1 contribution rate of pollutants In total emissions

由表1可以看出，生活污染源排放的污染物排放量，分别为烟尘排放量7549854.55kg；二氧化硫排放量518976.00kg；一氧化碳排放量3422304.00kg；氮氧化物排放量841741.13kg。

由图2可以看出在污染物排放总量贡献率分别为61.22%、4.21%、27.75%和6.83%。

图2　生活源排放量/kgFig.2 emissions of living source/kg

由表1可以看出，交通污染源排放的污染物排放量，分别为烟尘排放量0kg；二氧化硫排放量7106.88kg；一氧化碳排放量36214.60kg；氮氧化物排放量51769.85kg。

由图3可以看出在污染物排放总量贡献率分别为0%、7.47%、38.08%和54.44%。

图3　交通源排放量/kgFig.3 emissions of traffic source/kg

2.4数据统计分析结果

调查统计表明承德市2013年城乡结合部主要大气污染源为①烟尘排放量12437.45吨；②二氧化硫排放量526.08吨；③一氧化碳排放量3458.52吨；④氮氧化物排放量893.51吨，在污染物排放总量贡献率分别为71.83%、3.04%、19.97%和5.61%，污染物种类以烟尘为主。烟尘主要来自居民生活和建筑工地，分别占60.70%和39.30%。

按污染源统计，生活污染源排放量分别占烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物排放总量的60.70%；98.65%；98.95%；94.21%。可见，生活污染源为主。生活污染源中烟尘排放量占生活污染源排放总量的61.22%，一氧化碳占27.75%。

交通污染源中，氮氧化物排放量占交通污染源排放总量的54.44%，一氧化碳排放量占38.08%。

3　大气污染防治的对策建议

（1）抑制生活污染源的主要对策为改变生活方式，减少煤炭燃烧使用量。在城乡结合部，居民冬季采暖大多采用土暖气小锅炉，存在大量原煤散烧的现象，严重影响空气质量。建议首先加快城乡结合部及重点地区平房拆迁进度，居民住房建设注重隔热、采光，让居民尽早回迁到窗明几净的住房，搬离目前采光差、隔热差的住房，减少冬季取暖煤炭消耗，如能实行统一供暖，效果更好。其次加快取暖煤改电，通过改造，使居民冬季取暖的时候主要用电炉取暖，取代原煤土暖气取暖；这种方法成本会比较高，但为保护环境政府应考虑给居民一定经济补贴，加大政策宣传力度，让老百姓了解取暖煤改电的好处。

（2）交通污染源治理建议安装汽车尾气处理装置，减少私家车的使用，发展公共交通，减少汽车尾气排放量，同时倡导公共交通工具使用环保清洁能源，如电能、液化天然气等，可进一步降低尾气排放量。

（3）加强建筑工地防尘处理包括：施工区域要围挡封闭；施工现场应做硬化处理；保持路面的湿润，控制清扫道路的扬尘污染；控制土方施工、堆放、混凝土、砂浆拌制、脚手架清理、拆除的扬尘污染。

[1]江梅,张国宁,张明慧,等.国家大气污染物排放标准体系研究[J].环境科学,2012,33(12)：4417-4421.

[2]刘伦升.大气污染物排放权初始分配研究[D].武汉：武汉理工大学,2010.

[3]盛青.主要氮氧化物排放源排放标准及其环境影响模拟研究[D].北京：中国环境科学研究院,2011.

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[6]徐涛,刘晓红.煤燃烧污染与控制技术的分析研究[J].应用能源技术,2008,131(11)：32-35.

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An Analysis of Atmospheric Pollution Source in the Semi-urban Area of Chengde City

CHENG Fu-wei，ZHANG Yue-cong
(Hebei Normal University for Nationalities,Chengde,Hebei 067000,China)

The data analysis of the atmospheric pollution source in the semi-urban area of Chengde City obtained by field research method is carried out in accordance with“Mass Balance Approach for Air Pollutants from Fuel Combustion Emissions”issued by the State Environmental Protection Administration.The results show that the major source of air pollution in the semi-urban area in Chengde City in 2013 is from soot,sulfur dioxide, carbon monoxide and nitrogen oxides,accounting for 71.83%,3.04%,19.97%and 5.61%of the total respectively. Soot mainly comes from residents and construction sites,accounting for 60.70%and 39.30%respectively.As for traffic pollution sources,nitrogen oxide emissions account for 54.44%of the total and carbon monoxide emissions account for 38.08%.The main countermeasure to suppressing domestic pollution sources is to reduce the amount of coal combustion.To suppress the traffic pollution sources,first,device of automobile exhaust treatment should be promoted;second,the use of private cars should be reduced.And the dustproof processing of construction site should be strengthened.

atmospheric pollution;semi-urban area;Chengde City

P49

A

2095-3763（2015）02-0029-05

2015-01-07

成福伟（1973-），男，河北丰宁人，河北民族师范学院副教授，主要从事管理学研究。

河北省软科学研究计划项目（14454209D）；河北省社科基金年度项目（HB14GL041）；河北省民生调研项目（201301211）；承德市财政局项目（CZ2012001）。