天津市大氣環(huán)境質(zhì)量變化分析及對(duì)策研究

鄭 媛

（天津市環(huán)境影響評(píng)價(jià)中心 天津 300191）

從產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始，由于人類將大量的污染物排放到大氣層中，致使大氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，對(duì)人類本身及全球生態(tài)環(huán)境都產(chǎn)生了惡劣的影響。如英國(guó)倫敦?zé)熿F、美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧、日本“四日病”等事件[1]。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，近年來(lái)隨著城市化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市大氣污染已成為制約發(fā)展的一大挑戰(zhàn)，也是全國(guó)上下高度關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。如何防治城市大氣污染，減少大氣污染對(duì)城市發(fā)展的制約，是當(dāng)今城市環(huán)境保護(hù)亟待解決且緊迫的問(wèn)題。

天津地處北溫帶，位于中緯度亞歐大陸東岸，主要受季風(fēng)環(huán)流支配，屬溫帶季風(fēng)性氣候，四季分明。天津也是我國(guó)第三大城市，是北方最大的沿海開(kāi)放城市，也是近代工業(yè)的發(fā)源地。

2013年，天津市制定了《美麗天津建設(shè)綱要》，啟動(dòng)實(shí)施“美麗天津·一號(hào)工程”建設(shè)，從解決影響群眾生活質(zhì)量的突出環(huán)境問(wèn)題入手，實(shí)施清新空氣等舉措，全市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為145天，但與2012年的305天相比下降了110%，大氣環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻。

1 天津市大氣環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 主要污染物均值

圖1 2004-2013 年天津及全國(guó)大氣主要污染物（均值）情況

從2004-2013年的10年天津市主要污染物變化來(lái)看，總體城市空氣質(zhì)量保持良好。其中，2013年全市環(huán)境質(zhì)量主要指標(biāo)保持基本穩(wěn)定，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為145天，占全年的40%。全市SO2年平均濃度為0.059mg/m3，低于年平均濃度標(biāo)準(zhǔn)（0.060mg/m3）；NO2年平均濃度為0.054mg/m3，超過(guò)年平均濃度標(biāo)準(zhǔn)（0.040 mg/m3）0.4倍；PM10年平均濃度為0.150mg/m3，超過(guò)年均濃度標(biāo)準(zhǔn)（0.070mg/m3）1.1倍；PM2.5年平均濃度為0.096mg/m3，超過(guò)年平均標(biāo)準(zhǔn)（0.035mg/m3）1.7倍。全市大氣降水年平均pH值為5.90，酸雨頻率為4.8%。全市SO2、NO2多年變化呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，近兩年出現(xiàn)小幅回升，PM10多年變化呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，但2013年明顯上升。

與10年前的2004年相比，NO2濃度和PM10均明顯上升了，NO2濃度由2004年的0.052mg/m3上升到了2013年的0.059 mg/m3，上升了13.46%；PM10濃度由2004年的0.111mg/m3上升到了2013年的0.150mg/m3，上升了35.14%；SO2則出現(xiàn)了大幅下降，由2004年的0.073mg/m3下降到了2013年的0.054mg/m3，下降了26.03%。而且天津市大氣污染物種的SO2、NO2、PM10濃度始終高于全國(guó)重點(diǎn)區(qū)域的平均水平，大氣環(huán)境現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。

1.2 二氧化硫排放量

圖2 2004-2013 年天津市二氧化硫排放量

從2004-2013年的10年天津市SO2排放量變化來(lái)看，除了2005年較上一年度答大幅上升外，其余年份都呈現(xiàn)出下降態(tài)勢(shì)。由2004年的22.75萬(wàn)t的年排放量下降到了2013年的21.68萬(wàn)噸，下降了4.7%。

1.3 環(huán)境空氣質(zhì)量空間分布

2013年全市環(huán)境空氣質(zhì)量無(wú)顯著空間差異。位于北部山區(qū)和東南部沿海地區(qū)的PM2.5濃度略低于其他區(qū)域，PM2.5在西南部和東北區(qū)域污染較重，SO2在中心城區(qū)和東北地區(qū)污染狀況略重于其他區(qū)域，NO2在西部區(qū)域污染狀況略重于其他區(qū)域。

1.4 各區(qū)縣空氣環(huán)境質(zhì)量情況

2013年各區(qū)縣環(huán)境空氣中PM2.5年平均濃度范圍在0.087-0.107mg/m3，均未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；SO2年平均濃度范圍在0.040-0.070mg/m3，南開(kāi)區(qū)、東麗區(qū)、紅橋區(qū)、河西區(qū)、和平區(qū)、寧河縣、河?xùn)|區(qū)未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其余區(qū)縣均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；NO2年平均濃度范圍在0.035-0.061mg/m3，除薊縣外，其他區(qū)縣均未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；PM10年平均濃度范圍在0.138-0.171mg/m3，各區(qū)縣均未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2 大氣主要污染物危害及防治對(duì)策

2.1 二氧化硫（SO2）

2.1.1SO2來(lái)源及危害

SO2是當(dāng)前人類面臨的主要大氣污染物之一，也是反映大氣環(huán)境狀況的主要檢測(cè)物之一。根據(jù)其來(lái)源來(lái)看，其污染源主要來(lái)自天然污染和人為污染（見(jiàn)表1）。其中，天然污染源由于在環(huán)境中產(chǎn)生的量較少，容易被稀釋和凈化而對(duì)環(huán)境危害不大；真正對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成威脅的恰恰是人為的污染源，主要是因?yàn)檫@一類污染源產(chǎn)生的相對(duì)集中、濃度高、量大。SO2達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)對(duì)人類健康、建筑物以及生態(tài)環(huán)境造成一定危害。其中，對(duì)于人類健康的危害主要表現(xiàn)在引起各種呼吸器官疾??；對(duì)建筑物的損害主要表現(xiàn)在SO2容易導(dǎo)致酸雨的發(fā)生，腐蝕建筑物。

表1 SO2 天然污染源和人為污染源特點(diǎn)比較[2]

2.1.2 SO2防治

SO2污染源來(lái)源較為復(fù)雜，因此，防治SO2污染的舉措不能單從排放處入手，而應(yīng)采取多方聯(lián)動(dòng)：天津是工業(yè)大市，也是能源消耗型城市，因此首先應(yīng)該做好城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)新型清潔型能源使用比例，減少煤炭等資源消耗；其次是加大宣傳，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，嚴(yán)控城市居民生活中二氧化硫排放量，大力推廣市民積極使用燃?xì)?、電等清潔能源；再次是加快淘汰更新轄區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)中容易產(chǎn)生SO2污染的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中硫的回收率；第四是進(jìn)一步完善全市熱力網(wǎng)建設(shè)，采取集中供熱措施；第五是政府要制定出臺(tái)相關(guān)的鼓勵(lì)政策，做好引導(dǎo)。

2.2 氮氧化物（NOX）

2.2.1 NOX來(lái)源及危害

大氣污染過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化合物主要來(lái)自工業(yè)污染、生活污染、交通污染三個(gè)方面[3]。其中，工業(yè)污染主要是由于一些工業(yè)企業(yè)（如石油化工企業(yè)）在燃燒化石燃料過(guò)程中排放的氣體或者鍋爐、窯爐排放的廢物中含有大量的氮氧化物；生活污染則主要是城鎮(zhèn)居民以及服務(wù)性行業(yè)在取暖、沐浴等過(guò)程中燃燒的礦物質(zhì)燃料向大氣排放的各種氮氧化物；交通污染則主要來(lái)自汽車、輪船以及飛機(jī)的尾氣。氮氧化物對(duì)人類危害最大的當(dāng)屬一氧化碳和二氧化碳?？梢詫?duì)人體造成病變，影響生物生長(zhǎng)；此外，大氣中的氮氧化物與碳?xì)浠衔镌陉?yáng)光照射下會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成O3、高活性自由基以及醛酮等污染物，形成光化學(xué)煙霧，這種煙霧對(duì)人類危害甚大，可以隨著氣流連綿漂移數(shù)百公里，對(duì)此區(qū)域中的生物會(huì)造成較大破壞。

2.2.2 NOX防治

大氣中的氮氧化物的防治同樣也是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，需要各個(gè)部門和機(jī)構(gòu)協(xié)同起來(lái)才能實(shí)現(xiàn)有效的管控和治理。將城市的發(fā)展規(guī)劃與全市的工業(yè)發(fā)展布局乃至產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等充分考慮進(jìn)來(lái)，形成防治合力才能取得實(shí)效。根據(jù)氮氧化物產(chǎn)生的原因來(lái)進(jìn)行的防治。首先是對(duì)天津市內(nèi)的一些大型化工廠、煉油廠等潛在氮氧化物產(chǎn)生量較大的企業(yè)進(jìn)行更加嚴(yán)格的管理，必要的時(shí)候要搬離市區(qū)，要求企業(yè)加大資金投入和科技投入，對(duì)現(xiàn)有落后技術(shù)和產(chǎn)能進(jìn)行改進(jìn)，加大煙氣凈化技術(shù)推廣力度；其次是加快舊車淘汰步伐，加裝防污染物排放設(shè)備。截止2013年底，天津市機(jī)動(dòng)車保有量超過(guò)了240萬(wàn)輛，除了提高燃料標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣燃?xì)鈾C(jī)車的普及率，以無(wú)鉛汽油以替代有鉛汽油等之外，還需要大力發(fā)展公共交通，加快黃標(biāo)車淘汰力度，鼓勵(lì)市民綠色出行；再次是設(shè)計(jì)科學(xué)的燃燒反應(yīng)器，改進(jìn)現(xiàn)有燃燒設(shè)備；最后是加大氮氧化物排放的監(jiān)管力度等等。

2.3 可吸入顆粒物（PM10）

2.3.1 PM10來(lái)源及危害

近年來(lái)，我國(guó)大氣污染日益嚴(yán)重，可吸入顆粒物已成為京津冀等城市上空的主要污染物之一。就其污染源來(lái)說(shuō)，大體可以分為天然來(lái)源和人為來(lái)源。其中天然來(lái)源主要有地面揚(yáng)塵、森林火災(zāi)灰、沙塵暴等等；而人為來(lái)源則主要表現(xiàn)在生產(chǎn)、建筑和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的如煤煙塵、飛灰、建筑塵以及冶煉塵以及汽車尾氣排放的鹵化鉛凝聚形成的顆粒物等等。大氣顆粒物對(duì)環(huán)境的危害極大，輕者污染建筑物表面，影響市容市貌，重者對(duì)能見(jiàn)度、溫度都有影響；而且可吸入顆粒物濃度增加還會(huì)與疾病的發(fā)病率、死亡率密切相關(guān)，尤其是呼吸系統(tǒng)疾病及心肺疾病[4]。

2.3.2 PM10防治

多年來(lái)天津市可吸入顆粒物濃度一直呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，但2013年有了較大幅度的上升，這不得不引起重視?？v觀可吸入顆粒物來(lái)源來(lái)看，呈現(xiàn)出多污染源疊加的復(fù)合型污染特征。一是揚(yáng)塵源，如土壤風(fēng)沙塵、建筑物水泥塵、道路揚(yáng)塵等等；二是煤煙塵，我國(guó)煤煙塵對(duì)PM10的年均貢獻(xiàn)在15%-30%，中小城市的貢獻(xiàn)尤為突出，煤煙塵污染呈現(xiàn)明顯的冬高夏低的季節(jié)變化，采暖期和非采暖期煤煙塵占PM10的比例分別為5%-30%和20%-45%[5]。為此，天津市應(yīng)該加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，加快對(duì)市區(qū)內(nèi)重點(diǎn)污染企業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)工藝的更新?lián)Q代步伐，重點(diǎn)要求各建筑施工企業(yè)做好防塵降塵舉措，改善施工環(huán)境，推行綠色施工，加大道路灑水面積和頻次，減少道路交通揚(yáng)塵。增加城市內(nèi)的公共綠化面積。

[1]於壇春,許寧,陳遜.等.近年城市大氣環(huán)境污染成因及控制途徑概論[J]中國(guó)衛(wèi)生工程學(xué)，2006,5（3）：180-183.

[2]熊云威.我國(guó)SO2污染危害及其治理技術(shù)的進(jìn)展[J]礦業(yè)安全與環(huán)保,2000,27(增刊):37-40.

[3]楊宗鑫,王兵,林孟雄.等.大氣污染過(guò)程中氮氧化合物對(duì)大氣的危害及防治[J]內(nèi)蒙古石油化工，2008（21）：24-26.

[4]董雪玲.大氣可吸入顆粒物對(duì)環(huán)境和人體健康的危害[J]資源·產(chǎn)業(yè)，2004,6（5）：50-53.

[5]胡敏,唐倩,彭劍飛.等.我國(guó)大氣顆粒物來(lái)源及特征分析[J]環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2011(5):15-19.