郑州市大气污染原因及防治策略研究

张 志 袁彩凤 时翔明

(河南省环境保护科学研究院，郑州 450004)

郑州市大气污染原因及防治策略研究

张 志 袁彩凤 时翔明

(河南省环境保护科学研究院，郑州 450004)

本文分析郑州市大气污染原因，研究大气污染防治策略。

郑州市；大气污染；防治策略

1 郑州市大气环境质量现状

2015年，74个新标准第一阶段监测实施城市中，63个城市环境空气质量超标，郑州市位列空气质量相对较差城市第5位[1]。郑州市在河南省18个地级市中PM2.5、PM10年均浓度排名均倒数第一，首要污染物为PM2.5[2，3]。

郑州市大气污染问题可追溯到1981年，1981-2002年[4]郑州市监测的TSP年均值波动范围为191～710μg/m3。2003年开始监测PM10，其浓度为107μg/m3。2013年郑州市在河南省率先监测PM2.5，当年PM2.5成为首要污染物。郑州市2013-2015年全年优良天数分别为127天、163天、138天[3]。

2 郑州市大气污染原因剖析

2.1 大气污染概念

某地区排放的大气污染物在空气中累积及二次生成，超过大气环境容量或空气自净能力，浓度超过空气质量标准，造成大气污染。污染物排放是造成大气污染的内因；自净能力是变化的客观条件，受气象因素影响，属于外因；空气质量标准是判定空气污染与否的指标依据。例如，京津冀及周边地区是大气环境物严重超载的地区，2010年河南省PM2.5大气环境容量为21.92万吨，一次PM2.5排放量超过大气环境容量150%以上[5]。

2.2 大气污染物排放分析

郑州市2013年排放PM2.5为4.39万吨，污染源包括电厂源、工业源、交通源、居民源、建筑扬尘、道路扬尘等；首要来源为工业，贡献率为44%，其次是电厂，贡献率为17%；非金属矿物制品、有色金属冶炼和压延加工业、电力、热力生产和供应业是PM2.5的主要行业贡献，占比为53%[6]。从深层次分析，涉及能源结构、产业结构、末端污染防治、城市公共建设等方面。郑州市2015年规模以上企业消费原煤3317万吨[7]，对比北京市煤炭消费总量为1165万吨[8]，若加上燃烧散煤量，郑州市煤炭消费总量将超过北京市的3倍。郑州市三次产业占比分别为2.1%、49.3%、48.6%[7]，北京市和上海市分别为0.6%、19.7%、79.7%和0.4%、31.8%、67.8%[9]。郑州市2015年工业排放SO2、NOx、烟(粉)尘排放量依次为7.90万吨、9.28万吨、4.78万吨[10]，北京市分别为2.21万吨、2.69万吨、1.30万吨，郑州市污染物排放总量是北京市的3-4倍。从污染防治资金投入及用途来看，郑州市2015年大气治理专项资金投入为4.93亿元[11，12]，用途包括扬尘治理、黄标车淘汰、燃煤锅炉拆改、水泥、火电行业治理、大气环境监管能力建设等多方面，北京市仅工业废气环境治理投入为6.68亿元[9]。城市公共建设方面，2015年郑州市燃气普及率为92%，人均公园绿地7.1m2[7]，河南省人均拥有公交车10.14标台[9]；对比北京市燃气普及率为100%，人均公园绿地16.0m2，人均拥有公交车24.58标台[9]。2015年郑州市仅开通1条地铁线路，长26千米，北京有18条地铁线路，长约550千米。

2.3 气象因素分析

自净能力包括自然沉降、稀释扩散、风力吹散、植物吸收、降水淋洗、光化学反应转化等，污染物快速净化或消散主要受风力、降水影响。大气环境容量除考虑风力、降水因素外，还需要考虑温度变化、混合层高度、逆温现象、大气质量标准等。

2015年郑州市发生重度污染及以上天数为50天，80%发生在冬季，最长一次持续时间为5天。除冬季供暖增排污染物的内因外，冬季大气环境容量较夏季更小是主要外因。郑州市2015年降水天数约19%，夏季降水天数是冬天的2倍左右，冬季气象条件更不利于污染物扩散或消除。另外，混合层高度在冬季降低，也造成了大气环境容量下降。有文献报道[13]华北地区夏季混合层高度比冬季高约40%。

3 从内因角度的防治策略

3.1 能源结构改善

煤炭在郑州市能源消费中占很大比例，应持续降低地区火电发电煤耗，提高高耗能行业用电效率，适当从区域外调配电力，开展散煤替代，并提高天然气使用，稳步推广地热能、太阳能使用，提高建筑节能水平，不断改善能源消费结构。

3.2 产业结构优化

持续降低单位GDP能耗，增加第三产业占比。考虑利用郑州市传统农业、工业优势，增加产业链，不断向高精尖方向提升；利用交通互联优势，加快交通物联、电子信息、大数据、云计算、下一代互联网等产业发展。

3.3 末端污染防治

加快工业锅炉烟气脱硫、低氮燃烧、高效除尘改造和中小燃煤锅炉清洁能源替代，推广燃煤超清洁技术利用，推进燃煤电厂超洁净排放工程建设。推进产业园区清洁生产和VOCs治理。加大扬尘和农业面源污染防治。不断完善地方环保资金投入，争取亚洲投资银行、国家开发银行等贷款，开展大气污染防治。

3.4 改善城市公共设施

郑州市作为区域中心城市，应提升居民燃气普及率，增加人均公园绿地，减少场地暴露并抑制扬尘，大力发展公共交通，减缓汽车尾气排放。

4 从外因角度的防治策略

4.1 建设城市通风廊道[14]

研究郑州市气候变化，城乡昼夜热岛效应，城市污染源和污染物传输聚集分布，结合城市总体规划，建设郑州城市通风廊道，增加空气流动，提高空气自净能力或大气环境容量，减少逆温现象发生次数，打造“呼吸城市”。

4.2 增加绿植覆盖率

增加楼顶、露(阳)台、地面区域绿色植物覆盖率[15]，扩大颗粒物沉降面，加速扬尘沉降，利用植物吸收、吸附能力，增强城市空气净化效率。建设多级空间城市，通过植物蒸腾作用，调节城市微环境对流循环。

4.3 应急状态高低空喷水作业

城市道路洒水，可降低道路颗粒物负荷，减少表层扬尘；对拆迁工程或堆场实施喷淋，可抑制场地扬尘。重污染应急时可考虑通过直升机空中喷水作业，对重污染区域实施淋洗，降低污染源活动水平、排放系数或空气中污染物浓度。

5 结 论

城市大气污染是污染物排放和多种气象因素叠加的结果，大气污染防治是一个复杂的工程，涉及到城市规划、建设、市政管理、交通、能源、工业、农业等多个行业部门，需要政府、企事业单位、公众形成合力。管理者必须从预防和减排大气污染物入手，兼顾扩充大气环境容量，不断提升城市大气污染防治水平。

[1]2015中国环境状况公报[EB/OL].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201606/W020160602411685220884.pdf .

[2]2015年河南省环境状况公报[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21068/Default.aspx.

[3]郑州市环境质量状况公报(2013-2015年)[EB/OL].http：//www.zzepb.gov.cn/Article/id=155.

[4]河南省环境监测中心站，河南省环境监测年鉴(1981-2002年)[M].

[5]薛文博，付飞，王金南，等.基于全国城市PM2.5达标约束的大气环境容量模拟[J].中国环境科学，2014，34(10)：2490-2496.

[6]多克辛.大气灰霾追因与防治对策——河南省大气灰霾污染专项研究成果[M].中国环境出版社，2016，147-148.

[7]河南省统计局，国家统计局河南调查总队.河南统计年鉴2016[M].中国统计出版社，2016.

[8]国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴2016[M].中国统计出版社，2016.

[9]中国统计年鉴2016[EB/OL].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/

[10]2015年河南省环境统计年报[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/21468/Default.aspx

[11]2015年大气污染防治专项资金分配方案[EB/OL].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/324/InfoID/17509/Default.aspx

[12]关于2015年大气污染防治专项资金拟分配方案的公示[EB/OB].http：//www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/17510/Default.aspx

[13]李梦.京津冀大气混合层高度变化特征及其与细颗粒物的关系研究[D].南京信息工程大学，2015.

[14]任超.城市风环境评估和风道规划——打造“呼吸城市”[M].中国建筑工业出版社，2016：217-218.

[15]张燕.城市大气污染与防治策略探析[J].环境与可持续发展，2016，41(1)：54-55.

Study on the Causes and Control Strategies of Air Pollution in Zhengzhou

ZHANG Zhi YUAN Caifeng SHI Xiangming

(Henan Research Academy of Environmental Science，Zhengzhou，450004，China)

The causes of air pollution in Zhengzhou are analyzed，and the control strategies are studied in this paper.

Zhengzhou；air pollution；control strategy

项目资助：河南省大气污染控制基础资料分析及补充调研

张志，硕士，工程师，研究方向为大气、水污染防治与规划

袁彩凤，硕士，教授级高工，研究方向为环境规划

文献格式：张 志 等.郑州市大气污染原因及防治策略研究[J].环境与可持续发展，2017，42(4)：180-181.

X21

A

1673-288X(2017)04-0180-02