合肥市秋冬季PM2.5污染特征及防控对策

陶天乐

（合肥六中 安徽合肥 230001）

引言

PM2.5的污染危害是广泛的，但最主要的是体现在对人体健康的危害和大气能见度的影响两个方面。相对于美国和世界气象组织WMO的空气质量标准(或推荐值)，中国的细颗粒物污染非常严重。沿海地区如大连、厦门、香港、深圳和珠海等城市PM2.5的污染水平较低，而内陆地区细颗粒物污染严重[1,2]。PM2.5的主要来源是人为排放。人类既直接排放PM2.5，也排放某些气体污染物，在空气中转变成PM2.5。直接排放主要来自燃烧过程，比如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃烧，生物质(秸秆、木柴)的燃烧和垃圾焚烧等。据有关研究表明，我国烟尘排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%都来自于燃煤[3]。因为冬春季北风较多，一旦北方发生污染，其污染气团将随着主导方向向南输送，加重南方的空气污染程度。

1 PM2.5污染严重影响人类健康

粗颗粒物PM2.5—10沉积在咽喉与气管等上呼吸系统，细颗粒物PM1—2.5可以进入支气管等下呼吸系统，更细的颗粒物PM0.1—1则能够进入肺部，超细颗粒物PM0.1能够穿透肺泡进入血液循环系统。颗粒物的化学成分是对人类健康造成危害的关键因素。颗粒物携带有毒重金属、硫酸盐、有机物和包括病毒、细菌在内的其他污染物能直接进入人的呼吸道和肺部，影响肺部及其他器官健康[4]。

现今雾霾话题成了老百姓日益关注的焦点。而合肥关于PM2.5的研究并不多见。张敬巧等曾于2010年8—9月在合肥市郊对PM10进行了观测，并指出扬尘是PM10重要来源之一[5]。《合肥市大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs的污染特征及健康风险评估》文章中以夏、秋、冬三个季节合肥大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs为研究对象，通过采样、测定与分析，得出合肥市大气PM10和PM2.5中PAHs的浓度季节变化特征明显，冬季＞秋季＞夏季[6]。本文是我所居住的城市，所居住的区域，通过测量、采样数据，并进行对比分析，借以了解合肥市PM2.5的区域特征。尝试提出PM2.5污染的防控对策。同时也对百姓日常生活中如何减少PM2.5的影响提出一些有益健康的建议。

2 收集空气自动监测站，分析污染的原因

合肥市空气自动监测站一共有10个，收集2017年11—12月两个月的PM2.5的监测数据，分析每个测点浓度的时间变化，从而可以得到合肥市PM2.5浓度的小时变化。

图1 合肥市不同功能区域2017年11—12月份PM2.5平均值

图2 合肥市十个空气质量监测站分布图

由图1可知，11—12月份合肥10个监测点时平均PM2.5数值在80.2-96.9(μg/m3)之间，空气质量较好的区域分别是董铺水库和滨湖区，较差的区域是瑶海区、庐阳区和三里街。没有表现出应有的周边效应的那些区域，可能与风向、秸秆焚烧和周围分布着重污染企业有关。

12月份北风、东北风或西北风渐多，董铺水库的空气质量明显变差，瑶海区和三里街空气质量仍然较差，而庐阳区明显改善，纬度在合肥电厂以北的地区其空气质量明显优于合肥其它地区。滨湖地区、包河区的空气质量仅次于庐阳北区。

由11—12月份的数据还可以看出，天气好坏已经不再局限于人们对晴天、雾天的认识，特别是超越了上了年纪的老人对气候的认识。晴天，甚至有蓝天白云，PM2.5的监测却证明该天是中度以上污染的恶劣天气；看起来雾气沉沉，而数据显示这可能是难得一见的适宜人居的优良天气。因此，要普及相关知识，让人们不再为自己的想当然付出健康代价。

3 对合肥市秋冬季PM2.5特征的几点认识

通过近2个月的数据分析和观察，我们发现合肥的空气污染水平与中国大多数包括县城在内的城市基本相当，空气污染指数与是否有大型污染企业及其相对位置与气象因子中“风、雨”的关系密切。持续的大风过后，就会暴露出中国主要的大气污染源。这些污染源城市不会因为有大风，如有持续较强的东北风、西北风，就会像其它城市一样很快将污染指数降到良好以上，这些城市不管风刮多长时间，空气污染指数始终居高不下或者十分难以降到适合人居的良好要求。这些空气污染地区与中国主要的煤电、钢铁、水泥、酿酒企业的分布高度重合（图2-4），主要集中在东北、华北、西北、江浙发达地区。这与前人的研究结论较为一致[3，7]。刘咸德等人对青岛市PM2.5的来源进行了定量研究，确定主要污染源为硫酸盐、海洋源、土壤扬尘和燃煤飞灰，机动车尾气尘的“贡献”相对较小。上海也有中国最大的钢铁企业也消耗大量的煤炭，但是上海的空气污染没有想象中的严重，可能跟滨海利于疏散污染物及采用了先进技术有关[1]。再有，北京处于华北污染源的北方，冬季北风多这对北京非常有利，故北京的污染现状和规律与其他大多数城市不同，但是治理空气污染的措施和策略值得合肥借鉴。

合肥的空气污染总体上是中央重、周边轻，具有一定的周边效应。但是能否发挥出疏散污染空气能力的周边效应，在外来污染团入侵之前跟当地是否有污染企业直接相关。如瑶海区附近污染最重的天数明显多于其它地方，甚至超过市中心；其次是合肥市高新技术产业开发区远离市中心，位于大小蜀山之间，理应空气污染指数较好，实际上有时不如市中心好。2014年11月份-12月份的空气测定结果表明，合肥空气质量较好的区域依次是庐阳区电厂以北、董铺水库、滨湖新区和包河区。最主要原因是这些区域不在合肥市中心，表现出一定的周边效应。

图4 中国煤电企业大致分布

图5 中国主要钢铁企业分布

图6 2014年12月20日下午持续的东北风后中国城市污染概况注：图4、图5和来自百度地图。图6取自世界空气质量组织网站截屏。

合肥的空气污染物部分是自身产生的，随着冬春季北风的渐多和雨水的偏少，在北方重污染天气频发的背景下，合肥的空气污染程度也会相应地加重。但是外来污染物到底对合肥造成多大程度的影响需要进一步的研究。当污染较重时，多数市民们希望早点刮风。气象信息显示东北风和西北风和南风有利于合肥的空气质量趋好。最不利的是持续的刮风力较小的北风，从距离上计算，即使风力达到5-6级，即风速达到6-8米/秒，若想让合肥市民呼吸到优质空气需要24小时以上。同理，如果是东北风，则仅需要几个小时即可将合肥及其东北方吹来的大多数污染物吹走。因为风力、风向跟污染指数及污染持续时间密切相关，这对科学合理的城市规划有一定意义。若能按照冬、春季风向走势进行污染企业布局、建筑物和道路规划，则有利于污染空气的疏散。虽然科学家们在城市PM2.5防控措施方面已有不少很好的建议[8，9]，但是对于老城区重新进行规划的代价太大。因为即使一个城市的市中心比没有多少高大建筑的边缘地带污染指数高出10-30%，在微风的情况下全城空气质量差异也不会太大。因此，对于新城区建设或老城区改造时有必要考虑空气污染扩散的问题。如有可能把污染较重的企业搬到下风口，这样代价小些，也更加实际些。否则随着城市的发展，电厂规模也会相应扩大，污染就会进一步加剧。现在看来合肥电厂、合肥钢铁厂选址不妥，每个冬天、夏天不断释放污染空气并随风而飘侵袭毒害其下风口的大片市民。这也解释了为什么合肥不是盆地、大企业不多、重工业也不是很发达，但儿童哮喘发病率却是中国第一，高达5.92%[10]，这不是一般因素可以解释的，很可能与合肥的空气污染特点及市民对污染严重程度的估计不足和防控意识淡薄有关。将来可以考虑将合肥的重污染企业搬到合肥的西南部，因为一年四季中西南风最少。

结语

目前，合肥“141”城市规划组团及其跃升的“1331”市域空间战略已逐步实施。非常有必要对未来有可能产生空气污染的产业未雨绸缪，提前合理规划布局。针对既有的空气污染分布特征，在未来城市建筑发展规划上参考其它城市经验，研究城市“通风廊道”的建设，包括控制建筑高度、密度和朝向等，打通相关障碍点，以增强通风潜力、保障及时疏散。合肥历史上形成的不合理重污染企业的工业布局，如果没有计划将其搬迁或任其坐大，会抵消我们现在和未来的其它许多努力，也会殃及我们的万千子孙后代。

除上述外，需要进一步说明的是：合肥处于华北污染中轴线的下方，且距离污染中心过近，冬季受害严重；在夏季，常处于长三角污染区的下风口；若再考虑到合肥地理上位于郯庐断裂带边缘的事实，因此可考虑将省会搬迁到皖西大别山与皖南山区之间交通方便的城市去。

[1]杨洪斌，邹旭东，汪宏宇，等．大气环境中PM2.5的研究进展与展望[J]．气象与环境学报，2012，28(3):77－82.

[2]杨春雪，阚海东，陈仁杰．我国大气细颗粒物水平、成分、来源及污染特征[J]．环境与健康杂志，2011，28(8):735－738．

[3]韩明霞，李华民.中国煤炭消费与大气污染物排放.煤炭工程，2006，3：76-78.

[4]杨天智．长沙市大气颗粒物PM2.5化学组分特征及来源解析[D]．长沙:中南大学硕士学位论文，2010.

[5]张敬巧，王淑兰，高健，等．合肥市郊夏季PM10浓度及其与能见度的关系 [J]．环境科学研究，2012，25(8):864-869．

[6]郑志侠，潘成荣，高坤龙，吴文.合肥市大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs的污染特征及健康风险评估.环境科学导刊,2014，33(6):55-59.

[7]刘咸德，封跃鹏，贾红，张冀强，马倩如，邵莹.青岛市大气颗粒物来源的定量解析——化学质量平衡方法[J].环境科学研究，1998，11（5）：51-54.

[8]张婷婷.PM2.5污染危害分析及防控措施研究.中国环境管理,2012,3:19-23.

[9]李斌莲，管峰，蒋建华.浅析中国 PM2.5现状及防控措施.能源与节能，2012，6：55，71.

[10]熊梅，倪陈，潘家华，王强，郑礼林.合肥市儿童哮喘流行病学调查.中国当代儿科杂志,15(2):109-111.