資陽市大氣污染源排放清單研究

陳 東，陳軍輝，錢 駿，劉 政，何 敏，龍啟超

(四川省生態(tài)環(huán)境科學研究院，成都 610041)

前 言

四川省的大氣污染呈現(xiàn)出復合型、區(qū)域性的特征，主要表現(xiàn)為一次污染和二次污染的相互影響、相互疊加，進而出現(xiàn)以高濃度臭氧為代表的光化學污染事件和以高濃度細粒子污染為代表的大氣灰霾過程的持續(xù)污染特征[1]。大氣污染源排放清單是指各類大氣污染源所排放的不同污染物信息的集合，包括工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、移動源、揚塵源、生活源等排放源。排放清單中包含詳細的污染特征信息，是區(qū)域大氣污染物排放來源識別、空氣質(zhì)量預報預警、污染防治對策制定的核心數(shù)據(jù)[2-3]。四川省在排放清單研究方面做了大量工作[4-5]，建立了工業(yè)源[6-7]、移動源[8]、揚塵源[9-10]、農(nóng)業(yè)源[11～13]、面源(露天秸稈焚燒等[14])等不同類別的本地化清單，同時，根據(jù)清單內(nèi)容的不同有排放因子確定[15]、空間分配方法[16]、不確定性分析等方面的研究，從污染源分類、活動水平數(shù)據(jù)獲取、排放因子確定、污染排放空間分布等方面為本地化的排放清單建立提供了重要支撐。

資陽市地處四川盆地腹地，年均風速小，空氣濕度大的氣候特征，不利于大氣污染物擴散。近年來，隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展以及人口活動的集中，資陽市空氣污染問題日益凸顯，資陽市2017年度環(huán)境質(zhì)量公告顯示，2017年P(guān)M10和PM2.5年均濃度分別為82 μg/m3和36 μg/m3。根據(jù)四川省“十三五”環(huán)保規(guī)劃中要求，資陽市應在2020年前達到國家空氣質(zhì)量二級濃度標準(PM10和PM2.5年均濃度分別為75 μg/m3和35 μg/m3)。為實現(xiàn)限期達標的目標，掌握資陽市大氣污染物排放來源，實現(xiàn)空氣污染精細化管控，開展了資陽市大氣污染源排放清單研究。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域及對象

本研究以2017年為基準年，計算資陽市全市范圍內(nèi)SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、VOCs、NH3的年排放量，建立大氣污染物排放清單，分析各污染物的來源貢獻。

1.2 數(shù)據(jù)來源

1.2.1 排放源分類

本研究排放源的分類根據(jù)國家相關(guān)污染源排放清單建立技術(shù)規(guī)范進行，參考本課題組類似研究[17]確定，將排放源分為：固定燃燒源(包括電廠、工業(yè)鍋爐、民用燃燒源)、工業(yè)過程源、移動源(包括道路移動源、非道路移動源)、揚塵源、餐飲源、溶劑使用源、露天秸稈焚燒源、農(nóng)業(yè)源以及其他排放源。

1.2.2 活動水平數(shù)據(jù)

活動水平是影響污染物排放產(chǎn)生的各種人為活動信息，本研究基于資陽市統(tǒng)計年鑒、實地調(diào)查數(shù)據(jù)、文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上建立了人為源排放活動水平數(shù)據(jù)庫，如表1所示。

表1 活動水平數(shù)據(jù)相關(guān)信息

1.2.3 排放因子

為反應資陽地區(qū)各污染源的真實排放水平，本研究綜合本地實測、國家頒布的排放清單指南(試行)、國內(nèi)學者發(fā)布的研究成果等綜合確定了不同污染源的排放因子，見表2。

表2 排放因子來源

1.3 清單計算方法

區(qū)域排放源清單在進行定量的過程中，有兩種方法較為常見，分別是物料衡算和排放因子法見表3。在清單估算中，物料衡算法通常用于估算燃料燃燒的SO2排放。而排放因子法是將污染源分成單元，獲取活動水平信息并包含了控制減排效應的排放因子信息，計算出污染物的排放量。

表3 清單計算方法

2 結(jié)果與討論

2.1 資陽市大氣污染源排放清單

表4展示了2017資陽市主要污染源的大氣污染物排放情況。2017年資陽市全市SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、VOCs、NH3排放量分別為3 576t、13 905t、94 907t、25 513t、8 668t、23 840t和46 435t，各污染物的來源貢獻如圖1所示?？梢?，資陽市SO2排放來自化石燃料燃燒，工業(yè)源(包括工業(yè)鍋爐及工業(yè)過程)排放貢獻最大，占比達到93%；NOX排放中移動源是最主要的貢獻源，其中道路移動源和非道路移動源貢獻率分別為50%和38%；CO排放主要來自工業(yè)過程源及道路移動源，分別占46%及33%；揚塵源和露天秸稈焚燒是PM10的主要貢獻來源，分別占其排放總量的72%及15%；與PM10排放貢獻類似，揚塵源和工業(yè)源也是PM2.5排放的兩大貢獻源，分別占比56%及18%；VOCs的排放貢獻中，溶劑使用源占比47%，是資陽市VOCs排放的首要來源，其次道路移動源排放貢獻為32%；NH3主要來自畜禽養(yǎng)殖和氮肥施用為主的農(nóng)業(yè)源排放，占比達到96%。

其中，固定燃燒源中民用燃燒源是污染物排放的主要來源，資陽市無火電廠，燃煤鍋爐分布也較少，因此民用燃燒的污染控制是資陽市減少固定燃燒源排放的重要方向；顆粒物來源方面，按照《城市大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南》中道路揚塵的活動水平數(shù)據(jù)包含了資陽市域范圍內(nèi)所有道路長度(包括城市道路和各級公路、高速公路)，不僅指城區(qū)內(nèi)道路，故道路揚塵源排放成為PM10和PM2.5的主要來源。

圖1 資陽市2017年主要污染物來源貢獻

表4 資陽市2017年大氣污染源排放清單

2.2 主要排放源排放特征分析

2.2.1 工業(yè)源

將工業(yè)鍋爐和工業(yè)過程合并為工業(yè)源，分析其排放特征。2017年資陽市工業(yè)源共排放出SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、VOCs、NH3分別為2 453 t、845t、43 877t、756t、363t、800t。圖2及圖3所示為資陽市2017年工業(yè)源排放特征情況，資陽市工業(yè)源大氣污染物排放主要來自于工業(yè)過程源，工業(yè)鍋爐在其中貢獻較小。其中，以磚瓦和水泥生產(chǎn)為主的建材行業(yè)是第一大工業(yè)排放源，建材行業(yè)占工業(yè)過程源SO2、NOX及PM排放的80%～90%；此外，燃煤鍋爐、化工、酒與飲料以及制藥等行業(yè)也有一定排放貢獻。由此可見，資陽市工業(yè)源污染物的排放主要集中在建材行業(yè)等工業(yè)行業(yè)，從污染控制的角度考慮，資陽市將建材行業(yè)、燃煤鍋爐及化工作為工業(yè)源污染治理重點將更有針對性。

圖2 資陽市2017年工業(yè)源排放特征

圖3 資陽市2017年工業(yè)過程源排放特征

2.2.2 移動源

將資陽市移動源劃分為道路移動源和非道路移動源，圖4和圖5所示為資陽市2017年移動源排放特征分布，可以看出資陽市移動源污染物排放中SO2、NOX、PM道路移動源及非道路移動源貢獻相當，其中道路移動源SO2貢獻60%，非道路移動源NOX、 PM貢獻約55%；道路移動源CO和VOCs排放占比分別為90%和97%。具體細分到各車型的排放貢獻情況如圖6中所示，各污染物排放占比較大的車型為小型載客車、中型載貨車、摩托車、工程機械、農(nóng)業(yè)機械。

圖4 資陽市移動源污染物排放占比

圖5 資陽市移動源污染物排放量占比(細分類型)

2.2.3 溶劑使用源

圖6所示為資陽市溶劑使用源VOCs排放分布情況，由圖可見，資陽市2017年溶劑使用源揮發(fā)性有機物的最主要排放源是制鞋行業(yè)、瀝青鋪路和建筑裝飾及汽車制造，排放貢獻率分別為48%、28%和10%。鑒于此，資陽市揮發(fā)性有機物的治理將以皮革制鞋、汽車噴涂、建筑裝飾、瀝青路面鋪裝等溶劑使用控制為重點。

2.3 污染物排放區(qū)縣分布特征

將各排放源進一步分配到各區(qū)縣，得到資陽市各區(qū)縣主要污染物排放分布，如圖7所示。

圖6 資陽市溶劑使用源揮發(fā)性有機物排放量占比

資陽市3個區(qū)縣中，主要大氣污染物排放量最大的區(qū)域集中在雁江區(qū)和安岳縣，樂至縣在各污染物的排放中相對較小。其中雁江區(qū)的SO2、PM10、PM2.5排放量最大，NOX和VOCs排放量最大的區(qū)縣是安岳縣。這主要是與資陽市重點排放建材行業(yè)的分布相關(guān)，主要的磚瓦企業(yè)和水泥生產(chǎn)企業(yè)集中在雁江區(qū)和安岳縣，造成SO2、NOX排放較高；同時，主城雁江區(qū)近年大規(guī)模的城市建設(shè)，道路揚塵和施工揚塵顆粒物排放問題突出，是造成PM10和PM2.5排放量較大的重要原因。因此，從污染控制角度來看，資陽市三個區(qū)縣應將重點工業(yè)行業(yè)(建材行業(yè)、化工、汽車制造等)減排、移動源(道路和非道路)管控和城市揚塵管控作為大氣污染控制的主要方向。

圖7 2017年資陽市各區(qū)縣主要污染物排放分布情況

3 結(jié) 論

3.1 2017年資陽市全市SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、VOCs、NH3排放量分別為3 576t、13 905t、94 907t、25 513t、86 68t、23 840t和46 435t。從主要污染排放的區(qū)域分布來看，雁江區(qū)的SO2、PM10、PM2.5排放較大，安岳縣的NOX及VOCs排放量最為突出。

3.2 從各污染物來源貢獻看，SO2排放主要來自以工業(yè)過程為主的工業(yè)源，工業(yè)過程源SO2的排放主要來自建材行業(yè)；NOX排放主要來自以道路移動源和以農(nóng)業(yè)機械、工程機械為主的非道路移動源；PM10和PM2.5排放來自揚塵源和露天秸稈焚燒；VOCs排放主要來自制鞋為主的溶劑使用源和以小型汽車、摩托車為主的道路移動源；NH3排放主要來自農(nóng)業(yè)源。