合肥市秋冬季PM2.5污染特征及防控對策

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)在對人體健康的危害和大氣能見度的影響兩個方面。相對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]。因為冬春季北風(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。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PM10進(jìn)行了觀測，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)險評估》文章中以夏、秋、冬三個季節(jié)合肥大氣顆粒物PM10和PM2.5中PAHs為研究對象，通過采樣、測定與分析，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，通過測量、采樣數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對比分析，借以了解合肥市PM2.5的區(qū)域特征。嘗試提出PM2.5污染的防控對策。同時也對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 收集空氣自動監(jiān)測站，分析污染的原因

合肥市空氣自動監(jiān)測站一共有10個，收集2017年11—12月兩個月的PM2.5的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析每個測點濃度的時間變化，從而可以得到合肥市PM2.5濃度的小時變化。

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 合肥市十個空氣質(zhì)量監(jiān)測站分布圖

由圖1可知，11—12月份合肥10個監(jiān)測點時平均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)不再局限于人們對晴天、霧天的認(rèn)識，特別是超越了上了年紀(jì)的老人對氣候的認(rèn)識。晴天，甚至有藍(lán)天白云，PM2.5的監(jiān)測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，讓人們不再為自己的想當(dāng)然付出健康代價。

3 對合肥市秋冬季PM2.5特征的幾點認(rèn)識

通過近2個月的數(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，就會暴露出中國主要的大氣污染源。這些污染源城市不會因為有大風(fēng)，如有持續(xù)較強(qiáng)的東北風(fēng)、西北風(fēng)，就會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)動車尾氣塵的“貢獻(xiàn)”相對較小。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，實際上有時不如市中心好。2014年11月份-12月份的空氣測定結(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相應(yīng)地加重。但是外來污染物到底對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，多數(shù)市民們希望早點刮風(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)，從距離上計算，即使風(fēng)力達(dá)到5-6級，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小時以上。同理，如果是東北風(fēng)，則僅需要幾個小時即可將合肥及其東北方吹來的大多數(shù)污染物吹走。因為風(fēng)力、風(fēng)向跟污染指數(shù)及污染持續(xù)時間密切相關(guān)，這對科學(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)家們在城市PM2.5防控措施方面已有不少很好的建議[8，9]，但是對于老城區(qū)重新進(jìn)行規(guī)劃的代價太大。因為即使一個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)量差異也不會太大。因此，對于新城區(qū)建設(shè)或老城區(qū)改造時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，這樣代價小些，也更加實際些。否則隨著城市的發(fā)展，電廠規(guī)模也會相應(yīng)擴(kuò)大，污染就會進(jìn)一步加劇。現(xiàn)在看來合肥電廠、合肥鋼鐵廠選址不妥，每個冬天、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及市民對污染嚴(yán)重程度的估計不足和防控意識淡薄有關(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，因為一年四季中西南風(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)略已逐步實施。非常有必要對未來有可能產(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，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，以增強(qiáng)通風(fēng)潛力、保障及時疏散。合肥歷史上形成的不合理重污染企業(yè)的工業(yè)布局，如果沒有計劃將其搬遷或任其坐大，會抵消我們現(xiàn)在和未來的其它許多努力，也會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，因此可考慮將省會搬遷到皖西大別山與皖南山區(qū)之間交通方便的城市去。

[1]楊洪斌，鄒旭東，汪宏宇，等．大氣環(huán)境中PM2.5的研究進(jìn)展與展望[J]．氣象與環(huán)境學(xué)報，2012，28(3):77－82.

[2]楊春雪，闞海東，陳仁杰．我國大氣細(xì)顆粒物水平、成分、來源及污染特征[J]．環(huán)境與健康雜志，2011，28(8):735－738．

[3]韓明霞，李華民.中國煤炭消費與大氣污染物排放.煤炭工程，2006，3：76-78.

[4]楊天智．長沙市大氣顆粒物PM2.5化學(xué)組分特征及來源解析[D]．長沙:中南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[5]張敬巧，王淑蘭，高健，等．合肥市郊夏季PM10濃度及其與能見度的關(guān)系 [J]．環(huán)境科學(xué)研究，2012，25(8):864-869．

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[7]劉咸德，封躍鵬，賈紅，張冀強(qiáng)，馬倩如，邵瑩.青島市大氣顆粒物來源的定量解析——化學(xué)質(zhì)量平衡方法[J].環(huán)境科學(xué)研究，1998，11（5）：51-54.

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