鄭州市大氣污染分析及控制對策

張義俊 吳慧敏

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南 鄭州 450002）

隨著鄭州市的不斷發(fā)展，市郊工業(yè)化、郊縣新型城鎮(zhèn)化進程的推進，形成了以鄭州市為中心，向周圍輻射的整個鄭州市的大氣污染問題成為嚴重威脅市民生活健康的主要因素。大氣有害物指使優(yōu)良空氣質(zhì)量變差對生存環(huán)境有害的物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計，污染大氣的物質(zhì)已累積達到上百種，包括自然生物生長過程中釋放出的有害物質(zhì)、工業(yè)發(fā)展過程中排放的人造有害物質(zhì)，導致空氣質(zhì)量持續(xù)下降的主要歸功于人工物質(zhì)。2014年-2015年，隨著人口的增加，居民生活習慣的變化，各種人為因素對鄭州市大氣污染的貢獻越來越大。

1 鄭州市大氣污染現(xiàn)狀分析

1.1 地理位置特點

河南省位于中原心臟，是中原經(jīng)濟區(qū)的核心，鄭州市的地理位置在東經(jīng)112°42'～114°14'和北緯34°16'～34°58'之間，西靠嵩山北臨黃河，地形以平原為主，太行山脈和嵩山分別位于西南和西北方向，東邊為坦蕩平原。鄭州市的氣候特征是溫帶大陸氣候，年均氣溫15.1℃左右，年平均降雨量640.9mm，全年日照時間約2400小時［1］。

鄭州市鐵路、公路縱橫交錯，為全國重要的通訊、交通樞紐是國家中原經(jīng)濟區(qū)建設開發(fā)的重要城市。近年來，鄭州市城鎮(zhèn)化急速發(fā)展，城市面積不斷向外擴張，人口急劇增長，私家車保有量急速增加，城市規(guī)劃跟不上人口的變化和消費群體需要的增多。企業(yè)間競爭力逐漸增強，物質(zhì)損耗、環(huán)境污染以及人為對城市周邊生態(tài)環(huán)境的破壞明顯加劇，職能部門對企業(yè)的環(huán)境整治不夠嚴厲，污染愈演愈烈，大氣質(zhì)量不能適應和諧社會的要求。必須尋求一條新的生態(tài)文明建設之路，探索實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟，環(huán)境與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的理想化模式［2］。

圖1 鄭州市總體格局

1.2 鄭州市大氣污染現(xiàn)狀

鄭州市大氣污染主要有兩大來源，工廠企業(yè)肆意排放的廢氣和機動車尾氣污染。隨著企業(yè)搬離市區(qū)以及環(huán)保部門治理力度的加大，市區(qū)內(nèi)機動車廢氣污染的比重大大超過了企業(yè)廢氣排放的污染。但在部分郊區(qū)季節(jié)性秸稈燃燒產(chǎn)生的粉塵，仍然屢禁不止。鄭州市特殊的地理位置，形成了周邊對其大氣質(zhì)量的多重污染。

圖2 鄭州市重度污染區(qū)域的污染現(xiàn)象

目前，鄭州市環(huán)境空氣常規(guī)監(jiān)測點有九個，它們分別是四十七中、十一中、河醫(yī)大、煙廠、市環(huán)保局監(jiān)測站、供水公司、鄭紡機、銀行學校、崗李水庫、。監(jiān)測項目主要以二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物為主。

據(jù)統(tǒng)計，2014年，全年優(yōu)良天數(shù)為163天，其中優(yōu)7天，良156天。全年輕度污染112天，中度污染51天，重度污染35天，嚴重污染4天，全國污染城市排名中位居前十名。據(jù)統(tǒng)計，2015年1-8月，優(yōu)良天數(shù)81天，其中3天優(yōu)，78天良。1-8月，輕度污染天數(shù)91天，中度污染42天，重度污染22天，嚴重污染7天，在全國污染城市排名中位居前三位。

鄭州市環(huán)境空氣質(zhì)量季節(jié)特征非常明顯，春冬兩季污染率大大高于夏秋季。夏季大氣質(zhì)量最好，冬季大氣質(zhì)量最差。大氣污染按照由重到輕順序為：冬季＞春季＞秋季＞夏季。冬季污染物以NO2、SO2為主，春季以PM10為主，秋季以PM2.5、NO2為主，夏季PM2.5、SO2、NO2為主。

2 大氣污染對人體健康的危害

大氣污染物對人體的危害通過以下三種途徑實現(xiàn)的［4］：①通過呼吸系統(tǒng)直接進入人體；②黏附于食物表面或者溶解在水中，通過飲食損害人體；③通過皮膚的接觸而進入到皮膚表層繼而進入血液循環(huán)系統(tǒng)。特別是脂溶性有害物質(zhì)極易通過皮膚滲入人體內(nèi)部。危害也最大的是符合PM2.5的細小有害物質(zhì)通過呼吸系統(tǒng)進入人體是最可怕的。大氣污染對人的危害大致可分為慢性中毒、急性中毒、長期侵害致癌等三種。

2.1 慢性中毒

大氣中的污染物對人體慢性毒害的表現(xiàn)主要是有害物質(zhì)在低濃度、時間反復地作用后體現(xiàn)出的患病率增加。當前，解釋疾病與大氣污染之間的因果關系的缺乏直接的科學依據(jù)，調(diào)查研究證明，大量的流行病如慢性呼吸道疾病與大氣污染有直接的關系。

2.2 急性中毒

大氣中的污染物含量較少時，通常造成人體的急性中毒的概率很低，在一些特殊工況條件下，生產(chǎn)過程中發(fā)生的特殊事故，有害氣體大量溢出，加上外界氣象條件的突然變化等，將會引起接觸人群的大氣污染急性中毒。

2.3 致癌

隨著先進工業(yè)的不斷發(fā)展、交通運輸?shù)牟粩噙M步，汽車保有量的增加，私家車近年來的突飛猛進，大氣中燃料燃燒排放的有毒有害物質(zhì)的種類和數(shù)量日益增多，據(jù)統(tǒng)計，大氣中有致癌作用的污染有毒物質(zhì)多環(huán)芳烴、砷、鈹、鎳、脂肪烴類等。由燃料燃燒釋放的有害物質(zhì)以3，4-苯并芘為代表，此有害物質(zhì)的產(chǎn)生與交通運輸、工業(yè)排放、家庭爐灶及城市燒烤的燃料燃燒排氣有密切關系。

3 鄭州市大氣污染源的組成分析

大氣污染物中的有害物質(zhì)包括二氧化硫、氮氧化物、臭氧和大氣顆粒物等。大氣顆粒物主要是人為產(chǎn)生顆粒溶于大氣中生成的氣溶膠，顆粒物是對人體健康危害最大的物質(zhì)。大氣顆粒物近幾年被環(huán)境學家劃分為幾個等級，其中PM10是指空氣動力學直徑在2.5～10微米的粗顆粒物，而直徑小于2.5微米的物質(zhì)被稱為PM2.5。有害顆粒物的越小，對人體肺部的侵害越容易，因此對人體健康的危害越大。

3.1 自然源

PM2.5的自然界來源主要包括沙塵土壤的風化揚塵、火山灰細小塵埃、自然界植物的自燃，及花粉、細菌、海鹽、真菌孢子等隨著自然規(guī)律自生自滅的顆粒物［5］。鄭州市是內(nèi)陸城市，春季鮮花盛開的季節(jié)，花粉在大氣中濃度最大，春末夏初時節(jié)，法桐樹的絨球破裂，微小毛刺滿天飛，對大氣污染及人們的出行造成很大不便。

3.2 人為源

顆粒物PM2.5的濃度高低直接影響著人們的正常生活，灰霾的發(fā)生體現(xiàn)出了人類活動對于顆粒物污染水平的影響，已經(jīng)越來越顯著。人為源主要包括燃料燃燒、工業(yè)源、運動源等，另外，城市擴建，建筑施工產(chǎn)生揚塵是城市霧霾最大功臣之一。

3.3 交通源

鄭州市是全國重要的交通樞紐地帶，交通環(huán)境極大地影響著大氣質(zhì)量。鄭州市機動車數(shù)量達279萬輛，低速行駛和擁堵現(xiàn)象司空見慣，這會造成汽車燃油的燃燒不充分，導致細粒子排放量的增加。從PM2.5質(zhì)量濃度的日變化曲線（圖4）可以看出，細粒子PM2.5的質(zhì)量濃度日變化，都呈現(xiàn)出雙峰變化，峰值分別出現(xiàn)在早上5：00～8：00.晚上的18：00～22：00，最低值出現(xiàn)在下午13：00左右，高峰值的出現(xiàn)與早上和晚上的上下班高峰一致，說明雙峰現(xiàn)象的形成主要與交通高峰有關，顯然受交通流量的影響較大。

圖3 2014年PM2.5月平均濃度變化趨勢

圖4 2015年3月20日PM 2.5平均濃度變化趨勢

3.4 秸稈燃燒

PM2.5質(zhì)量濃度季節(jié)變化顯示，鄭州市秋季的PM2.5質(zhì)量濃度高于冬季，這一現(xiàn)象是鄭州市獨有的特點。作為農(nóng)業(yè)大省，河南省夏、秋糧食收獲，政府處罰力度不夠，農(nóng)民環(huán)保意識淡薄，環(huán)境污染對人體的危害性沒有深入人心，春秋收獲季節(jié)常有燃燒秸稈的事情發(fā)生使大氣中的顆粒物濃度有一定的提高。由圖1可知，鄭州市市區(qū)位于處于平原地區(qū)，地形平坦，污染物的擴散不易受到阻撓。而在其西北方向的太行山山脈和西南方向的嵩山在西邊將其圍攏，形成了一個天然屏障，形成一個環(huán)流擴散。

3.5 烹飪源

PM2.5質(zhì)量濃度日變化曲線顯示雙峰，第一高峰出現(xiàn)在上班高峰，第二峰值出現(xiàn)在餐飲時段。尤其2015年夏秋季節(jié)，職能部門出臺新的處罰管理政策后，短時間內(nèi)，霧霾天氣明顯改善，一旦燒烤夜市重新啟動，霧霾天氣更加嚴重。

4 鄭州市大氣污染控制措施分析

4.1 嚴格執(zhí)行汽車尾氣標準

對大氣污染的有效治理，必須嚴格執(zhí)行國標排放等級，加強對汽車尾氣排放的預防與控制。本人認為可以采取以下措施。

4.1.1 定期對所有汽車排放進行技術檢測，且檢測工作嚴格、規(guī)范、科學，在完成初檢和年檢后，監(jiān)管部門應采取隨機抽樣檢測工作，一旦發(fā)現(xiàn)尾氣排放超標的車輛，應該禁止讓其上路行駛。

4.1.2 加強機動車的燃料管理。環(huán)境監(jiān)察相關職能部門加大對生產(chǎn)銷售公司的管理和監(jiān)察，促進燃油公司生產(chǎn)的燃油滿足國標規(guī)定，可以從根源上減少汽車尾氣超標的問題。國家應該加大對清潔型燃料技術的研究和推廣工作，對于技術成熟的清潔型燃料應該大力推廣。

4.1.3 對油氣存儲、運輸以及加油站的管理要嚴格，減少因事故造成的油氣污染。與此同時，我國也可以靈活的應用一些優(yōu)惠補助的政策，從認為主觀上降低汽車尾氣排放量，如通過以舊換新等政策，實現(xiàn)對不達標的汽車進行更換，提高車主的環(huán)保積極性來大力支持大氣污染治理工作。

4.2 加大對工廠企業(yè)污染源的治理和減排治理力度

首先，我國在對待與節(jié)能熱力相關的工業(yè)企業(yè)時，應該著重檢查工業(yè)企業(yè)的脫硫機械設備的工作運轉(zhuǎn)情況，以此確保工業(yè)企業(yè)所排放的大氣污染物質(zhì)的濃度在可控范圍內(nèi)。除此之外，我國對電廠的脫氮治理工作應加大重視力度，采用一些切實有效科學的方法使排放的大氣污染物質(zhì)的濃度達到最低。我國應改進舊的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式，積極創(chuàng)新，用先進的技術方法更加高效的發(fā)展傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。其次，我國必須嚴抓在供暖期時，鍋爐供熱所產(chǎn)生的大氣污染物，應處理后再排放。

大氣污染的治理工作是一個循序漸進的過程，逐步有效地將治理設備安裝在大型供熱熱源上，這樣能夠大幅度有效地提高治理大氣污染的效力，將大氣污染物質(zhì)的排放量降到最低。再次，我國應該進一步實行排污許可證制度，所有向環(huán)境中排放大氣污染物質(zhì)的單位，在排污之前就要向環(huán)境保護部門申請辦理排污許可證，沒有許可證卻排放的單位，必須嚴肅處罰，加大對企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的過程中向大氣中排放的大氣污染物質(zhì)的處罰力度，達到讓企業(yè)降低甚至杜絕將大氣污染物質(zhì)排放到空氣當中的效果。

4.3 嚴格控制鄭州市周邊農(nóng)村秸稈焚燒行為

秸稈焚燒是鄭州市大氣污染的不可忽視的影響因素。目前，秸稈的綜合利用技術已經(jīng)被大量研究，但還沒有推廣普及。在播種時，秸稈處理需要大量的時間和精力；目前農(nóng)民工城市打工是城市發(fā)展的主力，為節(jié)約秸稈回收的成本以及趕時播種，農(nóng)民選擇短時間快速有效焚燒秸稈來騰地播種。遏制秸稈焚燒的有效措施應從根本入手，首先加大秸稈粉碎技術的覆蓋面積，給予秸稈回收技術一定的資金扶持，提高研發(fā)人員的積極性，盡快讓秸稈粉碎后回歸土地，減少農(nóng)民收獲后的顧慮；其次，對于燃燒秸稈嚴重的個人或集體，要采取嚴厲的處罰措施，決不放縱和容忍。

4.4 采取有效措施控制建筑揚塵的擴散和生成

2015年，鄭州市大氣污染的第一污染物是PM10超標，主要污染源是建筑揚塵。為了有效控制PM10揚塵的生成，必須采取強有力的處罰舉措并嚴格監(jiān)管相關建筑部門，采取一切能夠采用的措施。有效降低揚塵可以采用灑水車降塵、防塵網(wǎng)覆蓋法、地面硬化等方法，另外在大風天氣、易產(chǎn)生揚塵的月份，禁止大作業(yè)面的拆遷能夠很大程度降低揚塵的產(chǎn)生。在監(jiān)督層面上，每個工地開工前應該安裝監(jiān)控設施，便于監(jiān)管部門對其進行實時的監(jiān)督。政府職能部門應該嚴格審批建筑開工數(shù)量，能夠保證“零污染”審批制度。

5 結(jié)論

大氣充斥于每個生物的生存空間中，大氣的污染嚴重威脅著生物生命的延續(xù)。鄭州市的大氣污染問題已經(jīng)成為生于斯長于斯的每一位公民必須重視的主要問題，增強每個居民的環(huán)境保護意識，為清潔空氣做出一份努力，選擇綠色出行，減少汽車尾氣的排放；少吃路邊攤，減少燒烤大排檔的肆無忌憚的微塵的釋放；加強農(nóng)民秋收季節(jié)秸稈焚燒的處罰力度，才能控壓由此帶來的季節(jié)性PM10的增加。

［1］張穩(wěn)定.鄭州市大氣污染的數(shù)值模擬及其區(qū)域輸送影響研究［D］.鄭州大學，2013.

［2］楊書申，邵龍義，李鳳菊，等.鄭州市大氣可吸入顆粒物單顆粒污染特征分析［J］.遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2008（5）：774-777.

［3］李春瑛.大氣污染與環(huán)境的治理迫在眉睫［J］.低溫與特氣，2010（5）：5-14.

［4］李成林.城市大氣污染的定量遙感監(jiān)測方法研究［D］.蘭州大學，2012.

［5］郭新彪，魏紅英.大氣PM 2.5對健康影響的研究進展［J］. 科學通報，2013（13）：1171-1177.

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