安徽省非金属矿物制品业大气污染物分布特点

孙亚敏

(安徽省生态环境监测中心，安徽 合肥 230061)

工业污染是大气污染的主要来源[1-2]。2017年，安徽省工业大气污染物SO2、NOx、颗粒物排放量分别占全省所有源同类污染物排放量的86.9%、37.6%、80.9%，其中非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放量分别占全省工业企业SO2、NOx、颗粒物排放总量的46.5%、50.9%、51.1%[3]51。

非金属矿物制品产品种类多、广泛应用于国民经济和社会生活的方方面面。非金属矿物制品业按不同的特征一般分为6大类：水泥及水泥制品业；砖瓦、石材等建筑材料制造业；玻璃制造及其制品业；陶瓷制品制造业；耐火材料制品制造业；石墨及其他非金属矿物制品制造业。安徽省非金属矿产资源丰富，非金属矿物制品企业也较多[4]。2017年，全省共9 796家非金属矿物制品企业，占全省工业企业总数的11.7%[3]78。非金属矿物制品业是工业大气污染物控制的主要行业之一，研究非金属矿物制品业大气污染物的空间、类型分布情况对识别重点排放源、重点排放区域及下一步的区域环境空气质量模拟有重要意义。目前，关于非金属矿物制品业大气污染物排放的研究多集中于水泥行业排放源[5-6]，关于玻璃、陶瓷、砖瓦和其他非金属矿物制品领域的研究很少。

本研究以安徽省第二次全国污染源普查数据为基础，通过统计调查等方式获得2017年全省水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦等多领域非金属矿物制品业活动水平信息及排放因子，采用产排污系数法计算不同区域、类型非金属矿物制品业污染物产生、排放量，详细分析非金属矿物制品业主要大气污染物的空间、类型分布特征及工业污染排放强度，以期为大气污染防治环境管理提供有效支撑。

1 分析范围与方法

1.1 分析范围

以2017年安徽省非金属矿物制品业主要污染排放源为研究对象，对3种主要大气污染物(SO2、NOx、颗粒物)的空间和类型分布进行研究分析。安徽省非金属矿物制品企业数量见表1。从空间分布来看，合肥市、滁州市、宣城市、安庆市、阜阳市非金属矿物制品企业共5 068家，占全省非金属矿物制品企业总数的51.7%。从类型分布来看，水泥及水泥制品企业数量占全省非金属矿物制品企业总数的47.0%；其次为砖瓦、石材等建筑材料制造企业，占33.0%。

表1 安徽省非金属矿物制品企业数量Table 1 Number of enterprises of non-metallic mineral products in Anhui

1.2 分析方法

1972年，美国环境保护署首次公开出版了《空气污染物排放系数汇编》。随后，联合国、欧盟等组织机构及其他发达国家也发布了很多系统化的排污系数手册。产排污系数目前已成为多个国家和地区、行业和机构估算和预测污染物排放量，制定污染物排放清单的重要基础性工具。目前，我国环境统计中工业污染源排放量主要通过监测法、产排污系数法和物料衡算法获得。其中，产排污系数法具有直观、便捷、适用范围广等优点，在源强核算、污染排放清单编制、区域污染物排放量核算等方面研究中起到了重要支撑作用[7]。

本研究污染物排放量核算采用产排污系数法。产排污系数是在一定样本量数据测算的基础上得到的污染源平均产排污水平，能较客观地反映某一行业或区域的总体排污情况，在环境规划与管理等科学决策研究中有着广泛应用。本次核算根据不同企业活动水平信息和末端治理技术，选取不同工段对应的产污系数和污染物去除效率，计算污染物产生量及排放量。企业活动水平信息来自安徽省第二次全国污染源普查数据实际入户调查结果，具体内容包括企业基本情况，原辅材料和燃料消耗，产品生产情况，产生污染的设施情况，各类污染物产生、治理、排放和综合利用情况，各类污染防治设施建设、运行情况等。

计算公式如下：

E=∑[Pi×Mi(100%-ηi×ki)]

(1)

式中：E为污染物年排放量，kg；Pi为i工段污染物单位产品对应的产污系数，kg/t(或kg/万块)；Mi为i工段年产品总量，t(或万块)；ηi为i工段污染物采用的末端治理技术的处理效率，%；ki为i工段污染物采用的末端治理设施的实际运行率，%。

部分非金属矿物制品业大气污染物产污系数及末端治理技术处理效率见表2。

表2 部分非金属矿物制品业大气污染物产污系数及末端治理技术处理效率Table 2 Atmospheric pollutants generation coefficient and terminal treatment technology efficiency of several types of non-metallic mineral products industry

2 结果与分析

2.1 大气污染物空间分布特征

研究识别非金属矿物制品业大气污染物重点排放区域对“精准治污、科学治污、依法治污”等环境管理及环境空气质量模拟均有重要作用。2017年安徽省16个城市非金属矿物制品业主要大气污染物空间分布情况见图1。非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放量分别约为8.5万、13.5万、29.4万t，占全省工业企业SO2、NOx、颗粒物排放总量的46.5%、50.9%、51.1%。非金属矿物制品业是工业大气污染物控制的主要行业之一。非金属矿物制品业SO2排放量前3位的城市分别为淮南市、阜阳市、合肥市，其贡献率分别为20.1%、9.1%、7.8%；NOx排放量前3位的城市分别为芜湖市、铜陵市、宣城市，其贡献率分别为16.4%、14.8%、11.4%；颗粒物排放量前3位的城市分别为宿州市、合肥市、淮南市，其贡献率分别为17.6%、17.2%、10.9%。

图1 非金属矿物制品业大气污染物空间分布情况Fig.1 Spatial distribution situation of atmospheric pollutants of non-metallic mineral products industry

2.2 大气污染物类型分布特征

研究识别非金属矿物制品业大气污染物的重点排放行业对下一步环境管理精准施策具有积极意义。2017年安徽省不同类型非金属矿物制品业对大气污染物排放的贡献率见表3。非金属矿物制品业中砖瓦、石材等建筑材料制造业对SO2排放的贡献率(55.6%)最大，其次为水泥及水泥制品业(31.2%)。水泥及水泥制品业对NOx排放的贡献率(67.2%)最大，其次为玻璃制造及其制品业(16.5%)。水泥及水泥制品业对颗粒物排放的贡献率(84.6%)最大，其次为砖瓦、石材等建筑材料制造业(9.2%)。

表3 不同类型非金属矿物制品业的大气污染物排放情况Table 3 Atmospheric pollutant emission of different types of non-metallic mineral products industry

2.3 炉窑数量及炉窑大气污染物产生、排放情况

2017年安徽省不同类型非金属矿物制品业炉窑大气污染物产生、排放情况见表4。全省非金属矿物制品企业共有1 744座炉窑，其中炉窑SO2、NOx、颗粒物排放量分别约7.2万、12.1万、17.9万t，分别占非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放总量的84.8%、89.3%和60.9%。炉窑大气污染治理是非金属矿物制品业废气治理的重中之重。

表4 不同类型非金属矿物制品业炉窑大气污染物产生、排放情况Table 4 Atmospheric pollutant generation and emission situation of different types of non-metallic mineral products industry

安徽省非金属矿物制品业炉窑废气SO2、NOx去除率较低，分别为35.4%～79.3%、1.5%～62.2%；颗粒物去除率相对较高，可达74.9%～99.2%。由此可见，下一步应重点加强各类非金属矿物业炉窑废气脱硫脱硝措施。

经计算，不同类型非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放量与炉窑数量的Pearson相关系数分别为0.96、0.27和0.21。SO2排放量与炉窑数量相关性较高，NOx、颗粒物排放量与炉窑数量相关性较小。

2.4 工业污染排放强度

影响工业污染排放的因素主要有经济规模、国家环保政策、产业结构、技术进步及对外贸易等[8-9]。除经济规模外，工业污染排放的诸多影响因素可归纳为各行业污染治理效率和产业结构变化两个因素。如果仅用排污总量来衡量工业排污水平有失偏颇，采用工业污染排放强度衡量更合理。

工业污染排放强度是反映工业发展环境负荷的一项重要指标[10-13]，通过统计2017年安徽省不同类型非金属矿物制品业工业增加值数据，计算工业活动中主要污染物排放强度，用于表征每万元工业增加值的工业污染物排放量。

2017年安徽省不同类型非金属矿物制品业工业污染排放强度见表5。砖瓦、石材等建筑材料制造业SO2排放强度最大，达39.5 kg/万元；水泥及水泥制品业，砖瓦、石材等建筑材料制造业，陶瓷制品制造业NOx排放强度较大，分别为1.6、1.4、1.1 kg/万元；水泥及水泥制品业，石墨及其他非金属矿物制品制造业，砖瓦、石材等建筑材料制造业颗粒物排放强度较大，分别为44.3、40.6、18.1 kg/万元。

表5 不同类型非金属矿物制品业工业污染排放强度Table 5 Industrial pollutants emission intensity of different types of non-metallic mineral products industry kg/万元

3 结论与建议

(1) 2017年安徽省非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放量分别约为8.5万、13.5万、29.4万t，占全省工业企业SO2、NOx、颗粒物排放总量的46.5%、50.9%、51.1%。非金属矿物制品业是工业大气污染物控制的主要行业之一。

(2) 从空间分布来看，SO2排放量前3位的城市分别为淮南市、阜阳市、合肥市，其贡献率分别为20.1%、9.1%、7.8%；NOx排放量前3位的城市分别为芜湖市、铜陵市、宣城市，其贡献率分别为16.4%、14.8%、11.4%；颗粒物排放量前3位的城市分别为宿州市、合肥市、淮南市，其贡献率分别为17.6%、17.2%、10.9%。今后可加强对这些城市非金属矿物制品业的废气污染管理。

(3) 从类型分布来看，砖瓦、石材等建筑材料制造业的SO2排放量和排放强度，水泥及水泥制品业的NOx、颗粒物排放量和排放强度均最大。下一步应重点加强砖瓦、石材等建筑材料制造业，水泥及水泥制品业的污染控制和环境管理措施。

(4) 非金属矿物制品业炉窑SO2、NOx、颗粒物排放量分别占非金属矿物制品业SO2、NOx、颗粒物排放总量的84.8%、89.3%和60.9%。炉窑大气污染物治理是非金属矿物制品业废气治理的重中之重。炉窑SO2、NOx去除率较低，分别为35.4%～79.3%、1.5%～62.2%。为解决非金属矿物制品业废气污染，下一步应重点加强各类非金属矿物制品业炉窑废气脱硫脱硝措施。