PM2.5的來源及污染控制對(duì)策

劉 超

（濟(jì)寧市生態(tài)環(huán)境局，山東 濟(jì)寧 272000）

1 引言

PM2.5于2012年就已納入我國(guó)環(huán)境空氣評(píng)價(jià)體系。該物質(zhì)化學(xué)成分復(fù)雜，有一次生成，也有二次化學(xué)合成，容易融合多種有毒有害物質(zhì)，且粒徑小，質(zhì)量小。其特點(diǎn)是：一可以在大氣中漂浮更長(zhǎng)時(shí)間，且能漂浮至更遠(yuǎn)的距離；二是因粒徑小，呼吸道部位的細(xì)胞基本無法阻擋，因此，其可以直接穿過肺泡進(jìn)入人體肺部及血液，影響人們的呼吸，并帶來其他病毒危害?；诖?，無論從大氣環(huán)境保護(hù)，還是人類健康安全的角度出發(fā)，對(duì)PM2.5的認(rèn)識(shí)、解析和研究越來越深入。目前，由于其受到污染源排放和氣象條件的共同作用，已成為城市大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本文通過研究PM2.5的危害、主要來源，并以濟(jì)寧為典型城市進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上指出PM2.5治理的方向，這對(duì)于PM2.5的溯源分析、以及應(yīng)對(duì)主要行業(yè)的污染治理具有重要意義。

2 PM2.5的定義及影響

2.1 PM2.5的定義

PM2.5在空氣動(dòng)力學(xué)中是指大氣中直徑小于或等于2.5mm的顆粒物，也稱為可吸入顆粒物，其直徑還不到人頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因此，對(duì)人們的身體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。2013年2月，全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)將PM2.5的中文名稱命名為細(xì)顆粒物。

2.2 PM2.5的影響

眾所周知，大氣環(huán)境能見度與光的強(qiáng)度、穿透力有直接關(guān)系。而當(dāng)大氣中存在的各種懸浮物，在光線穿過時(shí)會(huì)吸收或散射，從而使光的強(qiáng)度和穿透力降低，導(dǎo)致能見度降低，產(chǎn)生陰“霾”天氣[1]。由于PM2.5粒徑極小，呼吸道部位細(xì)胞基本無法阻擋，其可以直接穿過人體的肺泡進(jìn)入肺部，直接帶來呼吸系統(tǒng)疾病，如咳嗽、哮喘等。同時(shí)，還可以通過毛細(xì)血管進(jìn)入血液，直接引起血液凝血問題，進(jìn)而嚴(yán)重影響人體健康[2]。

3 PM2.5的來源分析

根據(jù)目前對(duì)PM2.5的認(rèn)識(shí)，其來源可分為自然源和人為源。其中，自然源包括風(fēng)揚(yáng)塵土、火山灰、森林火災(zāi)等；而人為源主要包括一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由燃煤煙塵、工業(yè)粉塵、機(jī)動(dòng)車排氣、建筑及道路揚(yáng)塵等污染源直接排放的；二次顆粒物是由排放到大氣中的硫氧化物、氮氧化物、氨、揮發(fā)性有機(jī)物等通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。因此，本文對(duì)PM2.5的人為源中一次來源進(jìn)行了剖析，旨在分析可控制的來源及特征，并依次提出了有針對(duì)性的控制策略。

在人為源一次顆粒物的來源中，尤其以工業(yè)源和移動(dòng)源兩個(gè)源頭最為關(guān)鍵，占比較大。其中，工業(yè)源又主要包括化石燃料源污染和工藝工業(yè)污染兩種?；剂显次廴局饕娏蜔崃ιa(chǎn)、以及供應(yīng)業(yè)、制造業(yè)和民用源產(chǎn)生的污染。而工藝工業(yè)污染則是工藝過程源，主要是指在工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中，工業(yè)原料在進(jìn)行物理和化學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)產(chǎn)生的污染。移動(dòng)源主要包括道路源和非道路移動(dòng)源，道路源主要指以汽柴油為主要?jiǎng)恿θ剂稀⒂砂l(fā)動(dòng)機(jī)牽引經(jīng)常上路的車輛；而非道路移動(dòng)源主要是指工地或企業(yè)內(nèi)部運(yùn)輸使用的鏟車、挖掘機(jī)，農(nóng)業(yè)使用的拖拉機(jī)，船舶和飛機(jī)也屬于非道路移動(dòng)機(jī)械范疇。

以山東濟(jì)寧為例，其東北部的泰沂山區(qū)南麓地形以平原洼地為主，地勢(shì)東高西低，地貌較為復(fù)雜，使得抵達(dá)濟(jì)寧的東北方向的風(fēng)速普遍減小，有利于污染物的累積和停留。另外，濟(jì)寧產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，焦化產(chǎn)能全省最高，煤炭總消費(fèi)量占全省的9.4%，位居全省第二。交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)也偏重，機(jī)動(dòng)車數(shù)量全省排名第七，柴油貨車數(shù)量全省排名第五，非道路移動(dòng)機(jī)械數(shù)量全省排名第一，因此，PM2.5控制和治理的壓力巨大。以濟(jì)寧市2016年各排放源的參數(shù)為基準(zhǔn)，化石燃料固定燃燒源PM2.5排放量為30 477 t，其中，PM2.5又以電力和熱力供應(yīng)、燃煤燃燒為主要來源；在工藝過程源，PM2.5排放量為4 160 t，主要來自建材（占比67%）和石化行業(yè)（占比18%）；移動(dòng)源排放為5 455 t，其中道路源排放為3 988 t，非道路源（非道路移動(dòng)機(jī)械污染源）排放為1 467 t；非道路移動(dòng)源全年排放PM2.51 467 t，其中，拖拉機(jī)是非道路移動(dòng)源最主要的排放源，PM2.5貢獻(xiàn)比高達(dá)41%，聯(lián)合收割機(jī)的占比也不小，這主要是因?yàn)闈?jì)寧市是農(nóng)業(yè)大市，拖拉機(jī)的保有量和使用量較大。

4 PM2.5的控制對(duì)策

4.1 加強(qiáng)源頭控制

4.1.1 嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入

從以上PM2.5來源分析中可知，化石燃料污染是PM2.5重要來源，因此，如何從源頭控制重點(diǎn)化石燃料污染尤為重要。首先，要對(duì)一般類的新增燃煤項(xiàng)目說不，即新建的項(xiàng)目燃煤一律不允許建設(shè)自備的燃煤電站。同時(shí)，還要加大高耗能行業(yè)的升級(jí)改造力度，大力削減煤炭消費(fèi)總量，以及適度壓減燃煤發(fā)電計(jì)劃。而且，還要有序推進(jìn)交通運(yùn)輸、工業(yè)、分散采暖等重點(diǎn)領(lǐng)域的“煤改電”“煤改氣”工程；積極發(fā)展新能源替代傳統(tǒng)煤炭能源；加強(qiáng)余能利用，提高能源利用效率；強(qiáng)制淘汰落后產(chǎn)能，主要是指在滿足當(dāng)?shù)刭Y源環(huán)境承載力的前提下采取升級(jí)改造、異地重建的方式轉(zhuǎn)移必須保留的用煤產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能；區(qū)域縣級(jí)及以上城市建成區(qū)原則上不得新建燃煤鍋爐，核心控制區(qū)嚴(yán)禁新建用煤項(xiàng)目。再者，嚴(yán)格控制新建“兩高”（高耗能、高污染）項(xiàng)目新增產(chǎn)能，即新建耗能項(xiàng)目必須嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能評(píng)估審查，同時(shí)，加快對(duì)現(xiàn)役煤電機(jī)組節(jié)能改造；加強(qiáng)煤炭需求管理，從而逐步降低煤炭消費(fèi)強(qiáng)度，扭轉(zhuǎn)對(duì)單一能源品種依賴過重的局面。

4.1.2 提高排放標(biāo)準(zhǔn)及燃油品質(zhì)

一方面，針對(duì)移動(dòng)源的污染源情況，在車輛或機(jī)械生產(chǎn)制造時(shí)就提高排放標(biāo)準(zhǔn)尤為重要。當(dāng)前，我國(guó)的國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)施，相比于國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氮氧化物和顆粒物兩項(xiàng)柴油車關(guān)鍵污染物指標(biāo)分別加嚴(yán)了77%和67%，并新增顆粒物粒子數(shù)量（PN）限值。由于普遍采用SCR控制系統(tǒng)降低NOx，并用尿素作為反應(yīng)劑，為防止氨泄漏，也對(duì)NH3提出了排放限值。因此，加快國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)車輛的實(shí)施力度，可從源頭大幅度減少PM2.5污染。另一方面，發(fā)展新能源汽車也是根治機(jī)動(dòng)車污染的主要途徑。因此，要加大新能源汽車的應(yīng)用推廣力度，完善充電樁等配套設(shè)施，并逐漸擴(kuò)大新能源汽車應(yīng)用規(guī)模。同時(shí)，加快老舊車輛的淘汰和更換，這對(duì)于PM2.5的污染控制十分重要。比如，可選取在重要的運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，即物流園區(qū)、貨場(chǎng)等，對(duì)短途運(yùn)輸或裝卸均要求使用新能源車輛，基本達(dá)到近零排放要求。并且，還要推廣應(yīng)用節(jié)能和以天然氣汽車、電動(dòng)汽車為主的清潔能源運(yùn)輸裝備，在城市公共交通等城市內(nèi)部客運(yùn)以及園林、環(huán)衛(wèi)、通信等行業(yè)加大新能源汽車的普及力度。再者，提高燃油的品質(zhì)，這主要是因?yàn)橐岣哕囕v的排放標(biāo)準(zhǔn)，但在針對(duì)移動(dòng)源“車、油、路”監(jiān)管中[3]，燃油還是極其關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。且油品的硫含量、烯烴、芳烴、辛烷值等多個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，會(huì)直接影響車輛尾氣排放狀況。但同時(shí)，還要對(duì)黑加油站、不合法的流動(dòng)加油點(diǎn)等加大打擊力度，避免“黑油”流入市場(chǎng)。

4.2 加大過程管控

4.2.1 降低排放強(qiáng)度

在PM2.5的管控過程中，要加強(qiáng)高耗能、高排放項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境源頭防控，并逐步淘汰低端落后的產(chǎn)能，同時(shí)，還要加大監(jiān)管強(qiáng)度，降低其污染程度。而對(duì)于已建設(shè)應(yīng)用的化石燃料設(shè)施，要加強(qiáng)企業(yè)排污許可的管理，明確企業(yè)污染物排放濃度、總量控制以及其他環(huán)境管理要求，要對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)限值一嚴(yán)再嚴(yán)。此外，還要嚴(yán)格管控超低排放水平，特別是火電行業(yè)的提標(biāo)改造和排放監(jiān)管、水泥行業(yè)脫硝和除塵改造、焦化行業(yè)節(jié)能技術(shù)和提標(biāo)改造及燃煤鍋（窯）爐達(dá)標(biāo)治理。

針對(duì)移動(dòng)源污染源，一是要開展新車環(huán)保達(dá)標(biāo)監(jiān)督，對(duì)新車輛的環(huán)保達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行抽查；二是要加強(qiáng)非接觸式監(jiān)測(cè)監(jiān)控方式的應(yīng)用，如機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測(cè)、黑煙車電子抓拍系統(tǒng)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的不合格車輛，按照違章代碼6063進(jìn)行處罰；三是對(duì)工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)等，開展重點(diǎn)企業(yè)運(yùn)輸車輛門禁系統(tǒng)的建設(shè)，并通過門禁系統(tǒng)識(shí)別車輛排放類型，對(duì)不達(dá)標(biāo)車輛進(jìn)行攔截，不允許進(jìn)入廠區(qū)運(yùn)輸貨物。同時(shí)，還要進(jìn)一步完善重污染天氣的響應(yīng)機(jī)制，可通過企業(yè)車輛進(jìn)出管控，加強(qiáng)重污染天氣下減排企業(yè)的強(qiáng)管控力度，督促企業(yè)選擇排放達(dá)標(biāo)的車輛或車隊(duì)，承擔(dān)企業(yè)移動(dòng)源污染治理責(zé)任；四是加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管，交管和環(huán)保聯(lián)動(dòng)，對(duì)主要物流通道的柴油車進(jìn)行抽測(cè)執(zhí)法檢查，對(duì)超標(biāo)排放車輛進(jìn)行處罰。同時(shí)，擴(kuò)大車輛高排放的控制區(qū)范圍，監(jiān)督車輛升級(jí)換代；推動(dòng)智能化低碳化綠色交通體系建設(shè)，并針對(duì)不同的環(huán)節(jié)需求，如運(yùn)輸、裝卸搬運(yùn)等，推進(jìn)多種貨物運(yùn)輸及管理體系的同步建設(shè)；加快推進(jìn)節(jié)能環(huán)保運(yùn)輸工具，積極倡導(dǎo)私家車等社會(huì)用車清潔化。

4.2.2 實(shí)施科技治污

當(dāng)前，我國(guó)科技發(fā)展日新月異，對(duì)PM2.5復(fù)雜成因及污染影響進(jìn)行科技化的監(jiān)管、監(jiān)控及治理尤為重要。首先，要完善監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可通過科技手段實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控排放指標(biāo)。雖然“十三五”期間，對(duì)于PM2.5的監(jiān)測(cè)已在國(guó)內(nèi)全面鋪開，但監(jiān)測(cè)方式及對(duì)象還有待完善，如可在工業(yè)企業(yè)園區(qū)、廠界、廢氣排污口等建設(shè)PM2.5的監(jiān)測(cè)及分析設(shè)備，以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控排放指標(biāo)。而對(duì)于在移動(dòng)源車輛或機(jī)械上安裝OBD、電子標(biāo)簽等監(jiān)控設(shè)備，并可通過搭建“天地車人”一體化的移動(dòng)源監(jiān)測(cè)體系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取車輛排放指標(biāo)；還可以在道路建設(shè)機(jī)動(dòng)車遙感監(jiān)測(cè)、交通道路空氣站等，實(shí)時(shí)掌握道路移動(dòng)源排放水平。其次，要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。由于PM2.5來源多、形成的機(jī)理非常復(fù)雜，所以，大氣污染防治已不是一兩個(gè)部門、單獨(dú)區(qū)域所能完成的，其流動(dòng)性、復(fù)合型特征非常明顯，因此，可運(yùn)用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進(jìn)理念和技術(shù)，建立、完善PM2.5污染防治技術(shù)體系，同時(shí)將各行業(yè)、各部門的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、治理數(shù)據(jù)等進(jìn)行融合分析，這對(duì)于PM2.5的控制與治理事半功倍。比如，可將針對(duì)工業(yè)企業(yè)PM2.5排放的多種監(jiān)測(cè)方式（道路監(jiān)測(cè)、園區(qū)專項(xiàng)監(jiān)測(cè)、小型站、激光雷達(dá)等）進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，一是全時(shí)空、全污染要素監(jiān)測(cè)覆蓋、數(shù)據(jù)打通共享；二是基于大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5污染評(píng)估、預(yù)報(bào)預(yù)警及減排情景核算模擬。再比如結(jié)合移動(dòng)源“天地車人”一體化信息化支撐體系，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域移動(dòng)源排放強(qiáng)度測(cè)算、管控措施評(píng)估以及空氣質(zhì)量改善達(dá)標(biāo)規(guī)劃等。

4.2.3 多污染物協(xié)同控制

由于PM2.5來源多、形成的機(jī)理非常復(fù)雜，如果僅對(duì)某一類的污染源進(jìn)行管控，對(duì)某一個(gè)排放因子進(jìn)行管控，已無法適應(yīng)目前的大氣復(fù)合污染。因此，在強(qiáng)化一次顆粒物控制的同時(shí)，對(duì)于二次產(chǎn)生的機(jī)理、原理、過程等也要進(jìn)行深入研究，并在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，再開展二次產(chǎn)生顆粒物的污染控制，以此開展多種污染源因子的協(xié)同、平衡計(jì)算和污染控制，并找到多種污染因子的平衡點(diǎn)、臨界點(diǎn)，打好組合拳，全面實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線和政策措施的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。另外，由于PM2.5質(zhì)量輕，在大氣環(huán)境中最大的特征就是流動(dòng)性強(qiáng)，故PM2.5在大氣中的傳輸距離遠(yuǎn)、停留時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)半徑可達(dá)400 km以上，其大氣污染已超越了單純的點(diǎn)源局部性污染階段。因此，針對(duì)此類污染特征的因子，除了要對(duì)本地源加強(qiáng)管控外，還要破除各自為戰(zhàn)的局面，即相關(guān)聯(lián)區(qū)域要及時(shí)共享相關(guān)污染數(shù)據(jù)、治理現(xiàn)狀、措施方式、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，要建立健全長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)大氣污染精準(zhǔn)可靠有效治理，并從立法層面建立PM2.5監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急處置的“區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控”機(jī)制[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

源頭控制對(duì)于防治PM2.5污染尤為重要，但對(duì)已運(yùn)行的燃煤設(shè)施、車輛等污染源排放過程的監(jiān)管也必不可少。雖然我國(guó)對(duì)PM2.5的研究工作起步較晚，但經(jīng)過近10年的發(fā)展，也取得了很多經(jīng)驗(yàn)和成果。由于PM2.5的污染控制越來越進(jìn)入深水區(qū)，特別是國(guó)家提出在“十四五”期間要大力開展臭氧與細(xì)顆粒物協(xié)同管控的形勢(shì)下，更要加大對(duì)工業(yè)源和移動(dòng)源專項(xiàng)的監(jiān)測(cè)及排放研究，并在系統(tǒng)識(shí)別PM2.5細(xì)顆粒物組分、來源及污染特征后，能準(zhǔn)確溯源PM2.5污染源頭，再通過“人防”+“技防”，充分利用先進(jìn)的科技手段，加強(qiáng)聯(lián)防聯(lián)控，配套完善的政策支撐，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5的源頭控制、過程削減和末端治理，從而進(jìn)一步全面提升空氣質(zhì)量指數(shù)，提高人們的生活幸福感。