合肥市秋冬季PM2.5污染特征及防控對(duì)策

陶天樂

（合肥六中 安徽合肥 230001）

引言

PM2.5的污染危害是廣泛的，但最主要的是體現(xiàn)在對(duì)人體健康的危害和大氣能見度的影響兩個(gè)方面。相對(duì)于美國和世界氣象組織WMO的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(或推薦值)，中國的細(xì)顆粒物污染非常嚴(yán)重。沿海地區(qū)如大連、廈門、香港、深圳和珠海等城市PM2.5的污染水平較低，而內(nèi)陸地區(qū)細(xì)顆粒物污染嚴(yán)重[1,2]。PM2.5的主要來源是人為排放。人類既直接排放PM2.5，也排放某些氣體污染物，在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來自燃燒過程，比如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃燒，生物質(zhì)(秸稈、木柴)的燃燒和垃圾焚燒等。據(jù)有關(guān)研究表明，我國煙塵排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%都來自于燃煤[3]。因?yàn)槎杭颈憋L(fēng)較多，一旦北方發(fā)生污染，其污染氣團(tuán)將隨著主導(dǎo)方向向南輸送，加重南方的空氣污染程度。

1 PM2.5污染嚴(yán)重影響人類健康

粗顆粒物PM2.5—10沉積在咽喉與氣管等上呼吸系統(tǒng)，細(xì)顆粒物PM1—2.5可以進(jìn)入支氣管等下呼吸系統(tǒng)，更細(xì)的顆粒物PM0.1—1則能夠進(jìn)入肺部，超細(xì)顆粒物PM0.1能夠穿透肺泡進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)。顆粒物的化學(xué)成分是對(duì)人類健康造成危害的關(guān)鍵因素。顆粒物攜帶有毒重金屬、硫酸鹽、有機(jī)物和包括病毒、細(xì)菌在內(nèi)的其他污染物能直接進(jìn)入人的呼吸道和肺部，影響肺部及其他器官健康[4]。

現(xiàn)今霧霾話題成了老百姓日益關(guān)注的焦點(diǎn)。而合肥關(guān)于PM2.5的研究并不多見。張敬巧等曾于2010年8—9月在合肥市郊對(duì)PM10進(jìn)行了觀測(cè)，并指出揚(yáng)塵是PM10重要來源之一[5]。《合肥市大氣顆粒物PM10和PM2.5中PAHs的污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》文章中以夏、秋、冬三個(gè)季節(jié)合肥大氣顆粒物PM10和PM2.5中PAHs為研究對(duì)象，通過采樣、測(cè)定與分析，得出合肥市大氣PM10和PM2.5中PAHs的濃度季節(jié)變化特征明顯，冬季＞秋季＞夏季[6]。本文是我所居住的城市，所居住的區(qū)域，通過測(cè)量、采樣數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)比分析，借以了解合肥市PM2.5的區(qū)域特征。嘗試提出PM2.5污染的防控對(duì)策。同時(shí)也對(duì)百姓日常生活中如何減少PM2.5的影響提出一些有益健康的建議。

2 收集空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，分析污染的原因

合肥市空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站一共有10個(gè)，收集2017年11—12月兩個(gè)月的PM2.5的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析每個(gè)測(cè)點(diǎn)濃度的時(shí)間變化，從而可以得到合肥市PM2.5濃度的小時(shí)變化。

圖1 合肥市不同功能區(qū)域2017年11—12月份PM2.5平均值

圖2 合肥市十個(gè)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站分布圖

由圖1可知，11—12月份合肥10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)平均PM2.5數(shù)值在80.2-96.9(μg/m3)之間，空氣質(zhì)量較好的區(qū)域分別是董鋪水庫和濱湖區(qū)，較差的區(qū)域是瑤海區(qū)、廬陽區(qū)和三里街。沒有表現(xiàn)出應(yīng)有的周邊效應(yīng)的那些區(qū)域，可能與風(fēng)向、秸稈焚燒和周圍分布著重污染企業(yè)有關(guān)。

12月份北風(fēng)、東北風(fēng)或西北風(fēng)漸多，董鋪水庫的空氣質(zhì)量明顯變差，瑤海區(qū)和三里街空氣質(zhì)量仍然較差，而廬陽區(qū)明顯改善，緯度在合肥電廠以北的地區(qū)其空氣質(zhì)量明顯優(yōu)于合肥其它地區(qū)。濱湖地區(qū)、包河區(qū)的空氣質(zhì)量僅次于廬陽北區(qū)。

由11—12月份的數(shù)據(jù)還可以看出，天氣好壞已經(jīng)不再局限于人們對(duì)晴天、霧天的認(rèn)識(shí)，特別是超越了上了年紀(jì)的老人對(duì)氣候的認(rèn)識(shí)。晴天，甚至有藍(lán)天白云，PM2.5的監(jiān)測(cè)卻證明該天是中度以上污染的惡劣天氣；看起來霧氣沉沉，而數(shù)據(jù)顯示這可能是難得一見的適宜人居的優(yōu)良天氣。因此，要普及相關(guān)知識(shí)，讓人們不再為自己的想當(dāng)然付出健康代價(jià)。

3 對(duì)合肥市秋冬季PM2.5特征的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

通過近2個(gè)月的數(shù)據(jù)分析和觀察，我們發(fā)現(xiàn)合肥的空氣污染水平與中國大多數(shù)包括縣城在內(nèi)的城市基本相當(dāng)，空氣污染指數(shù)與是否有大型污染企業(yè)及其相對(duì)位置與氣象因子中“風(fēng)、雨”的關(guān)系密切。持續(xù)的大風(fēng)過后，就會(huì)暴露出中國主要的大氣污染源。這些污染源城市不會(huì)因?yàn)橛写箫L(fēng)，如有持續(xù)較強(qiáng)的東北風(fēng)、西北風(fēng)，就會(huì)像其它城市一樣很快將污染指數(shù)降到良好以上，這些城市不管風(fēng)刮多長時(shí)間，空氣污染指數(shù)始終居高不下或者十分難以降到適合人居的良好要求。這些空氣污染地區(qū)與中國主要的煤電、鋼鐵、水泥、釀酒企業(yè)的分布高度重合（圖2-4），主要集中在東北、華北、西北、江浙發(fā)達(dá)地區(qū)。這與前人的研究結(jié)論較為一致[3，7]。劉咸德等人對(duì)青島市PM2.5的來源進(jìn)行了定量研究，確定主要污染源為硫酸鹽、海洋源、土壤揚(yáng)塵和燃煤飛灰，機(jī)動(dòng)車尾氣塵的“貢獻(xiàn)”相對(duì)較小。上海也有中國最大的鋼鐵企業(yè)也消耗大量的煤炭，但是上海的空氣污染沒有想象中的嚴(yán)重，可能跟濱海利于疏散污染物及采用了先進(jìn)技術(shù)有關(guān)[1]。再有，北京處于華北污染源的北方，冬季北風(fēng)多這對(duì)北京非常有利，故北京的污染現(xiàn)狀和規(guī)律與其他大多數(shù)城市不同，但是治理空氣污染的措施和策略值得合肥借鑒。

合肥的空氣污染總體上是中央重、周邊輕，具有一定的周邊效應(yīng)。但是能否發(fā)揮出疏散污染空氣能力的周邊效應(yīng)，在外來污染團(tuán)入侵之前跟當(dāng)?shù)厥欠裼形廴酒髽I(yè)直接相關(guān)。如瑤海區(qū)附近污染最重的天數(shù)明顯多于其它地方，甚至超過市中心；其次是合肥市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)遠(yuǎn)離市中心，位于大小蜀山之間，理應(yīng)空氣污染指數(shù)較好，實(shí)際上有時(shí)不如市中心好。2014年11月份-12月份的空氣測(cè)定結(jié)果表明，合肥空氣質(zhì)量較好的區(qū)域依次是廬陽區(qū)電廠以北、董鋪水庫、濱湖新區(qū)和包河區(qū)。最主要原因是這些區(qū)域不在合肥市中心，表現(xiàn)出一定的周邊效應(yīng)。

圖4 中國煤電企業(yè)大致分布

圖5 中國主要鋼鐵企業(yè)分布

圖6 2014年12月20日下午持續(xù)的東北風(fēng)后中國城市污染概況注：圖4、圖5和來自百度地圖。圖6取自世界空氣質(zhì)量組織網(wǎng)站截屏。

合肥的空氣污染物部分是自身產(chǎn)生的，隨著冬春季北風(fēng)的漸多和雨水的偏少，在北方重污染天氣頻發(fā)的背景下，合肥的空氣污染程度也會(huì)相應(yīng)地加重。但是外來污染物到底對(duì)合肥造成多大程度的影響需要進(jìn)一步的研究。當(dāng)污染較重時(shí)，多數(shù)市民們希望早點(diǎn)刮風(fēng)。氣象信息顯示東北風(fēng)和西北風(fēng)和南風(fēng)有利于合肥的空氣質(zhì)量趨好。最不利的是持續(xù)的刮風(fēng)力較小的北風(fēng)，從距離上計(jì)算，即使風(fēng)力達(dá)到5-6級(jí)，即風(fēng)速達(dá)到6-8米/秒，若想讓合肥市民呼吸到優(yōu)質(zhì)空氣需要24小時(shí)以上。同理，如果是東北風(fēng)，則僅需要幾個(gè)小時(shí)即可將合肥及其東北方吹來的大多數(shù)污染物吹走。因?yàn)轱L(fēng)力、風(fēng)向跟污染指數(shù)及污染持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)，這對(duì)科學(xué)合理的城市規(guī)劃有一定意義。若能按照冬、春季風(fēng)向走勢(shì)進(jìn)行污染企業(yè)布局、建筑物和道路規(guī)劃，則有利于污染空氣的疏散。雖然科學(xué)家們?cè)诔鞘蠵M2.5防控措施方面已有不少很好的建議[8，9]，但是對(duì)于老城區(qū)重新進(jìn)行規(guī)劃的代價(jià)太大。因?yàn)榧词挂粋€(gè)城市的市中心比沒有多少高大建筑的邊緣地帶污染指數(shù)高出10-30%，在微風(fēng)的情況下全城空氣質(zhì)量差異也不會(huì)太大。因此，對(duì)于新城區(qū)建設(shè)或老城區(qū)改造時(shí)有必要考慮空氣污染擴(kuò)散的問題。如有可能把污染較重的企業(yè)搬到下風(fēng)口，這樣代價(jià)小些，也更加實(shí)際些。否則隨著城市的發(fā)展，電廠規(guī)模也會(huì)相應(yīng)擴(kuò)大，污染就會(huì)進(jìn)一步加劇?，F(xiàn)在看來合肥電廠、合肥鋼鐵廠選址不妥，每個(gè)冬天、夏天不斷釋放污染空氣并隨風(fēng)而飄侵襲毒害其下風(fēng)口的大片市民。這也解釋了為什么合肥不是盆地、大企業(yè)不多、重工業(yè)也不是很發(fā)達(dá)，但兒童哮喘發(fā)病率卻是中國第一，高達(dá)5.92%[10]，這不是一般因素可以解釋的，很可能與合肥的空氣污染特點(diǎn)及市民對(duì)污染嚴(yán)重程度的估計(jì)不足和防控意識(shí)淡薄有關(guān)。將來可以考慮將合肥的重污染企業(yè)搬到合肥的西南部，因?yàn)橐荒晁募局形髂巷L(fēng)最少。

結(jié)語

目前，合肥“141”城市規(guī)劃組團(tuán)及其躍升的“1331”市域空間戰(zhàn)略已逐步實(shí)施。非常有必要對(duì)未來有可能產(chǎn)生空氣污染的產(chǎn)業(yè)未雨綢繆，提前合理規(guī)劃布局。針對(duì)既有的空氣污染分布特征，在未來城市建筑發(fā)展規(guī)劃上參考其它城市經(jīng)驗(yàn)，研究城市“通風(fēng)廊道”的建設(shè)，包括控制建筑高度、密度和朝向等，打通相關(guān)障礙點(diǎn)，以增強(qiáng)通風(fēng)潛力、保障及時(shí)疏散。合肥歷史上形成的不合理重污染企業(yè)的工業(yè)布局，如果沒有計(jì)劃將其搬遷或任其坐大，會(huì)抵消我們現(xiàn)在和未來的其它許多努力，也會(huì)殃及我們的萬千子孫后代。

除上述外，需要進(jìn)一步說明的是：合肥處于華北污染中軸線的下方，且距離污染中心過近，冬季受害嚴(yán)重；在夏季，常處于長三角污染區(qū)的下風(fēng)口；若再考慮到合肥地理上位于郯廬斷裂帶邊緣的事實(shí)，因此可考慮將省會(huì)搬遷到皖西大別山與皖南山區(qū)之間交通方便的城市去。

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