长春市复合型大气污染成因及对策

朴 晔，刘梦思

（1.长春市环境保护局朝阳分局，吉林 长春 130012；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

长春市复合型大气污染成因及对策

朴 晔1，刘梦思2

（1.长春市环境保护局朝阳分局，吉林 长春 130012；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

对长春市2011—2015年空气中主要污染物在时间上的变化规律及现状影响进行分析，结果表明，长春市是煤烟型、汽车尾气型以及其他污染并重的复合型污染城市。提出拆除燃煤小锅炉、淘汰黄标车、治理烟粉尘、秸秆综合利用等对策来改善大气环境质量。建议统一规划能源消费、工业发展和运输，发展节约能源、污染物排放少的绿色工业，提倡低碳生产，推广环保车。

煤烟污染；汽车尾气污染；成因分析；对策和建议

大气污染造成大气中的飘尘、烟雾和气态污染物增多，空气变得混浊，能见度降低，太阳光直接辐射减少。空气中的污染物如PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO和O3等，危害人体健康。特别是PM2.5，会对人体心血管系统和呼吸系统造成很大危害[1]。多环芳烃（PAH） 是多环结构的碳氢化合物，如苯并[a]芘，主要来自煤、油的不完全燃烧以及机动车尾气排放，极易引起肺癌。大气污染造成的呼吸系统疾病快速增加，引起了人们对空气质量的格外关注，大气环境问题已成为我国亟待解决的环境问题之一[2]。

1 长春市大气污染现状和影响

1.1 长春市大气污染现状

长春市2011—2015年空气中主要污染物年均浓度值见表1，从各指标来看，2013年与2012年相比，空气质量污染天数增加，空气质量下降，PM2.5、PM10、SO2的年均值超过《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中年平均二级标准要求，分别超标1.09倍、0.84倍、0.1倍。2014年，NO2、PM2.5、PM10的年均值超过《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中二级标准的要求，分别超标0.18、0.94、0.69倍，PM2.5年均值超出国家空气质量二级标准，2月25日，雾霾天气空气质量下降，PM2.5监测值“爆表”， 监测数据显示9个PM2.5监测站4处严重污染，5处重度污染，从9：00到19：00，PM2.5数值一直呈上升趋势，环境空气质量综合指数（AQI）为326，为严重污染。

表1 长春市2011—2015年空气中主要污染物年均值mg/m3

图1 2013—2015年长春市AQI月变化趋势

AQI综合考虑了SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O36项污染物的污染程度，AQI数值越大，表明综合污染程度越重。2013—2015年长春市AQI月变化趋势如图1所示。1月～4月初和10月26日～12月是长春市的采暖期，是大气污染的高峰期，污染物排放量大，环境空气质量差；3月、4月份受特殊气象条件（沙尘天气）影响，大气污染程度变化大；7月、8月、9月份长春市空气质量最好。

2015年11月9日，长春市PM2.5和PM10日变化趋势（见图2），当日首要污染物是PM2.5，9个监测站点出现爆表，空气质量状况为严重污染[3]。

图2 2015年11月9日长春市PM2.5和PM10日变化趋势

1.2 大气污染状况分析

2013年末和2014年年初，长春正值采暖期，出现雾霾天气，给市民出行及生活带来影响，空气能见度下降，航班及交通均受到影响。2013年和2014年除夕夜，长春市AQI为212和109，PM10分别为132 μg/m3和76 μg/m3，PM2.5分别为212 μg/m3和82 μg/m3，分别出现五级重度污染雾霾天气和三级轻度污染天气。

2013年10月份与2014年同期相比，采暖期开始，城区被雾霾笼罩，2013年10月28日，空气重度污染，PM2.5超过500 μg/m3，出现大雾红色预警信号。2014年10月25日，环境空气质量综合指数为10.35，全年最高，主要污染物是PM2.5。

2 长春市大气污染特点分析

大气污染问题多指人为因素引起的大气环境问题。固定污染源主要是煤和石油燃烧过程中烟尘、SO2、NO2等的排放；移动污染源如汽车在移动过程中大量废气的排放，汽车废气中含有150～200种不同的碳氢化合物，其中危害最大的是CO、碳氢化合物、NOx和铅的化合物[2]。结合长春市区域特点，长春空气污染主要呈“煤烟型、汽车尾气型和其他污染并重的复合型污染”的特点。

2.1 煤烟型污染

2.1.1 2011—2015年长春市废气中污染物排放情况

2011—2015年长春市废气中污染物排放量如表2所示，2014年煤炭消耗总量比2013年减少10.99%；2013年SO2排放量比2012年减少25.07%，2015年比2014年减少6.13%；2012年NOx排放量比2011年减少1.4%，2013年比2012年减少37.11%；2015年比2014年减少9.24%；2012年烟（粉）尘排放量比2011年减少6.9%，2013年比2012年减少11.17%。但是，2012年煤炭消耗总量却比2011年增长4.91%，2013年比2012年增长8.06%，2015年比2014年增长1.07%；2012年SO2排放总量比2011年增长了0.1%，2014年比2013年增长11.10%；2014年NOx排放量比2013年增长58%；2014年烟（粉）尘排放量比2013年增长87.18%，2015年比2014年增长10.22%。

2011—2015年，煤炭消耗总量、烟（粉）尘排放量呈增长趋势，SO2、NOx排放量呈减少趋势。

表2 2011—2015年废气中污染物排放量

2.1.2 2011—2015年长春大气污染状况分析

在吉林省一次能源消耗中煤炭占70%以上[4]。长春市是一个供热能源以煤炭为主的城市，燃煤过程大量烟尘、PM10和SO2排放至大气环境中，造成严重的大气污染，冬季采暖期是每年的10月至次年的3月末或4月初，近6个月时间，长春市环境空气质量较差。环境空气质量综合指数（AQI） 综合考虑SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O36项污染物的污染程度，2013年1～12月份长春市AQI月变化趋势（见图3），1月～4月初、10月26日～12月AQI值较大，综合污染程度重，说明长春市进入冬季采暖期间，烟煤和生物质等燃烧所排放的颗粒物等污染物浓度升高，空气质量较差，而其他非采暖季节空气质量较好。

图3 2013年1～12月长春市AQI月变化趋势

长春市城区供热以热电联产集中供热为主，区域锅炉供暖为辅，分散采暖小锅炉为补充，未采取集中供热的小锅炉形成低空排放，烟尘污染严重，除天气原因对污染物扩散造成不利影响外，供暖期燃煤污染物排放总量的增长，也是造成重污染天气的主要原因，市区空气污染呈明显的煤烟型污染特征。

根据有关数据，2013年，长春市共有锅炉5 569台，其中“小锅炉”有4 185台，占到全市锅炉总数的75%以上，其中，2 911台燃煤“小锅炉”用于供暖季采暖，10 t以下燃煤“小锅炉”分散且数量多，低空排放，烟尘污染严重。大气污染严重的主要原因有：一是气象条件，冬季地面气温低，高空气温高，近地面易形成逆温层，致使污染物不能向高空扩散，静风条件下横向又没有流动，加上空气相对湿度大，饱和的水汽和空气中的污染物容易形成雾霾，冬季逆温天气比例占80%。二是供暖期，燃煤排放的粉尘颗粒加重了雾霾天气，能源结构单一，燃煤为主，一次能源燃煤消耗比重在80%。

2.2 汽车尾气型污染

2011—2015年长春市机动车保有量如表3所示，长春市机动车保有量呈逐年递增趋势，机动车在大气污染中所占比例也在逐步增加，已成为城市空气中颗粒物浓度增加的一个重要的污染源，呈典型的汽车尾气型污染。机动车怠速行驶造成的汽车尾气中污染物排放量增加和HC、CO、NOx升高，空气污染加重。有关数据监测显示，当道路拥堵时机动车尾气，同一辆汽车以25 km/h以下速度行驶时，污染物排放量是以50 km/h速度时的2倍，城区主要交通干线形成污染带。城市城区街道两侧高高的建筑物、气流速度分布、低风速形成，都对污染物扩散造成不利影响[5]。

表3 2011—2015年长春市机动车保有量 万辆

2015年1～12月份长春市PM2.5、PM10、NO2的浓度月际变化图4显示，1～4月份和10～12月份PM2.5、PM10、NO2的浓度相对其他月份浓度较高，出现峰值。

图4 2015年1～12月份长春市PM2.5、PM10、NO2的浓度月际变化

2015年1～12月份长春市CO的浓度月际变化图5显示，1～4月份和10～12月份CO的浓度相对其他月份浓度较高也出现峰值。

图5 2015年1～12月份长春市CO的浓度月际变化

1月～4月初和10月26日～12月份，正值长春市采暖期，除煤炭型污染外，机动车污染也是造成长春市大气污染的原因之一。

PM10、PM2.5、NOx、CO、挥发性有机化合物（VOCs）等污染物，对人们的生活环境和臭氧层造成破坏，城市热岛效应加剧，使人易患上呼吸系统疾病、癌症等严重疾病，对人体健康造成不利影响。

2.3 其他污染——秸秆焚烧污

农作物秸秆露天焚烧作为区域大气污染的重要排放源，对区域空气质量和人体健康均产生负面影响[6]。2015年11月2日、3日，长春遭遇严重雾霾天气，卫星观测数据显示，2015年长春周边地区秸秆焚烧点与前两年比降低约30%。而松嫩平原和辽河平原上几个产粮大县，火点数依然很多，在风速较低的情况下，导致整个东北平原秸秆焚烧产生的烟尘排不出去，长春不可避免地就会被污染。钾离子含量是判断霾天气是否由秸秆焚烧引起主要参考值之一。钾离子来自于生物质焚烧，包括秸秆焚烧、树叶焚烧等，在这个时期，主要来源是秸秆焚烧。2013年，秸秆焚烧对产生雾霾天的贡献率为20%，2015年10月中旬至11月初，空气质量监测中，钾离子始终存在，每年10月份，长春都会出现几次重度污染事件，所以说，秸秆焚烧仍是秋季重度烟霾天气重要原因之一，同时不排除外地城市烟霾天气对长春的影响[7]。

2015年11月6日至7日，长春出现重度污染，AQI居高不下。6日，PM10和PM2.5分别达809 μg/m3和789 μg/m3。7日，AQI为217，重度污染。全市10个监测站点中，9个为重度污染，污染物浓度达最高。监测数据表明，两次重污染期间，燃煤污染的特征污染物SO2浓度为环境空气质量一级标准，燃煤对重污染天气的“贡献”不大，2013—2015年，10月下旬长春市空气污染较严重，刚进入采暖期，燃煤量相对较少，焚烧秸秆对空气质量造成明显影响[7]。秸秆作为生物质在完全燃烧时烟小，不完全燃烧时呛人。抢烧秸秆导致长春连续3次空气污染爆表。

3 长春市治理大气污染的对策

3.1 实施的对策

2011—2015年期间，长春市共拆除燃煤小锅炉1 828台，淘汰黄标车3.2万辆，62.5万户煤制气居民用户完成天然气置换，狠抓工业烟粉尘治理、秸秆综合利用，PM10、PM2.5自2013年达到峰值以后分别下降17.8%和10.9%，城市环境质量得到改善。

3.1.1 煤烟型污染治理

2012年，建立大气污染联防联控机制，综合治理超标排放污染物燃煤锅炉62台（套）。2013年，划定“高污染燃料禁燃区或限制区”，推广“煤改气”，减少分散供暖锅炉房，减少燃煤使用量。撤并和改造分散采暖锅炉164座。2014年，确立“1+N”的大气污染防治模式，调整产业结构、淘汰燃煤小锅炉、治理工业污染等，82座供热小锅炉完成“煤改气”，淘汰燃煤小锅炉1 178台和三环路内10 t及以下小燃煤锅炉。PM10和PM2.5浓度均值同比2013年分别下降8.5%和6.8%，空气质量得到改善。2015年，192座供热小锅炉完成“煤改气”，PM10浓度比2014年下降9.3%；PM2.5浓度下降了2.9%，空气质量改善。

3.1.2 机动车尾气污染治理

2012年，建立大气污染联防联控机制，增强机动车环保检测。2013年，淘汰治理“黄标车”5 500台。2014年，机动车尾气污染治理列入“1+N”模式，明确柴油车、黄标车治理、推广应用新能源汽车等。交警部门与环保部门联合执法，治理限行“黄标车”，控制尾气污染。2015年，淘汰2005年年底前注册的营运“黄标车”。2016年，对黄标车提前淘汰补贴的范围、补贴时间、申请补贴的流程等作出规定。

3.1.3 秸秆焚烧治理

对秸秆综合治理、综合利用，包括秸秆还田、秸秆制饲料、秸秆能源化利用等。为了帮助农民解决秸秆问题，山东泉林集团在长春德惠市开设了分厂，以秸秆为原料生产泉林本色纸，有效地解决了秸秆焚烧污染问题，减少了16.5万t大气污染物排放，实现碳减排225万t，既帮助农民解决了秸秆无处堆放的问题，也让秸秆焚烧屡禁不止的现象有所改善，农民—企业—环境三位一体，取得了经济效益、社会和环境效益，达到了可持续发展的目的，同时也保护了因造纸所需的树木。

长春市已实施禁烧措施，积极引导、扶持秸秆回收利用，根据运距，对收购秸秆的企业每吨补贴10～20元；对购置玉米秸秆打包机专用设备，财政按照国补1∶1比例给予配套补贴。

3.2 大气污染综合防治的建议

统一规划能源消费、工业发展、运输、城市建设等，综合运用人为防治污染措施，利用环境自净能力，减轻大气污染。

3.2.1 把环境保护纳入区域经济与发展管理计划

以可持续发展为目标，合理规划布局。新建项目环保设施与主体工程同时设计、施工和投产，限治老污染，控制新污染。源头、过程控制与末端治理相结合。

3.2.2 增加对可再生能源方面的环保投资

如德国的国家规划，2040年之前，停止褐煤开采，到2050年，80%能源将由可再生能源提供[8-9]。

3.2.3 实施总量控制，治污优待

控制大气污染，开展节能减排的工业生产，改善空气质量[2，10]。选择合适的能源[11]，以减少温室气体排放为目标，构建低碳能源系统、技术和产业体系，提倡低碳生产。

3.2.4 提升燃油品质，推动车用燃油的无铅化和低硫化

推广可回收利用、低污染、低能耗的“绿色汽车”，即环保型汽车，如电动汽车和混合动力汽车、太阳能汽车等，降低CO排放量。世界上现有500多万辆天燃气汽车，约占汽车保有量的1%，与汽油车相比，CO排放量减少90%，碳氢化合物排放量减少80%，NOx排放量减少87%[8，10]。

[1]张金良，高健，刘喆，等.2013年灰霾事件及其对北京市医院成人门急诊量影响的描述性研究[J].环境与健康杂志，2014，31（10）：853-859.

[2]吴忠标.实用环境工程手册——大气污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003：5-7，11-12.

[3]中国环境监测总站.空气质量实时发布平台，长春市实时监测数据[EB/OL].（2016-02-15）http：//www.cnemc.cn/publish/total W-eb-Site/0666/newList_1.html

[4]吉林省统计局.吉林60年（1949—2008）.长春：吉林大学出版社，2009：136.

[5]黄震，吴志军，谢拯，等.环境科学与工程中的数学问题[M].北京：高等教育出版社，2002：356-357.

[6]张鹤丰.中国农作物秸秆燃烧气态、颗粒态污染物排放特征的实验室模拟[D].上海：复旦大学，2009.

[7]田玲玲.烧秸秆是烟霾重要原因之一[N].新文化报，2015-11-06（A01）.

[8]左先文.温室效应与环境保护[M].广州：广东世界图书出版社公司，2010：152-163.

[9]刘伊曼.德国的能源转变[J].世界环境，2016（2）：70-71.

[10]中国环境科学学会.“十一五”中国环境学科发展报告[R].北京：中国科学技术出版社出版，2012.

[11]大卫·德·罗斯切尔德.全球变暖生存手册——77个阻止全球变暖的方法[M].翟莹，译.上海：上海交通大学出版社，2009.

（编辑：程 俊）

Causes of The Compound Pollutions in Changchun City and Strategies

PiaoYe1，Liu Mengsi2
（1.Chaoyang Branch,Environmental Protection Agency of Changchun,Changchun Chaoyang 130012, China;2.Northeast Forestry University，Harbin Heilongjiang 150040,China）

This article carried out an analysis on the time change rules and the influence of the main air pollutants of Changchun city from 2011 to 2015.The results showed that Changchun city was a compound polluted city caused by coal smoke,automobile exhaust and other pollutions.It proposed that the atmospheric environmental quality can be improved by removing the small coalfired boilers,eliminating the yellow standard cars,controlling the smoke dusts and the comprehensive utilization of the straws.It also suggested that the city should unified plan the energy consumption,industrial development and transportations,develop an energy saving and pollutants emission reduced green industry,promote the low-carbon productions,and popularize the environmental friendly cars.

coal smoke pollution,pollution of automobile exhaust gas,causes analysis,countermeasures and suggestions

X51

A

1008-813X（2016）06-0086-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2016.06.22

2016-11-04

朴晔（1965-），女，吉林长春人，毕业于吉林大学环境工程专业，高级工程师，主要从事环境监测和管理方面的工作。