大連花園口經濟區采暖燃煤對大氣中SO2和PM10的影響及應對措施

（大連市環境監測中心，遼寧 大連 116021）

冬季歷來是北方大氣污染防治工作的艱難時段。受不同季節污染源排放、降水、風速等大氣擴散條件影響，SO2和PM10的濃度呈冬季高、夏季低的特點。北方冬季大氣SO2和PM10污染物的污染情況比夏季嚴重，供熱采暖鍋爐的燃煤是重要的污染源。以大連花園口經濟區為例，該區域無火電廠、水泥廠等大氣污染較重的工業企業，居民生活燃煤量少，汽車保有量低，主要的大氣污染源為供熱采暖鍋爐和工業鍋爐。其中，工業鍋爐的主要燃料為煤炭和天然氣，供熱采暖鍋爐的燃料為煤炭，在觀察冬季供熱采暖鍋爐燃煤對大氣污染物的貢獻過程中，該區域具有很好的代表性。

通過對大連花園口經濟區2016-2018年三年間大氣中的SO2和PM10濃度均值的追蹤、比對與分析，最終可以確定，供熱采暖鍋爐的燃煤為該區域冬季SO2和PM10的主要污染源[1]。

文中數據的來源為：SO2和PM10的濃度數據來自區域空氣自動監測子站；鍋爐的數量、燃煤和燃氣等信息，源自大連花園口經濟區重點大氣污染物排放企業信息的統計與調查。

1 污染物濃度的橫向變化

1.1 SO2濃度月均值的變化

2016-2018年，大連花園口經濟區SO2濃度月均值變化如圖1所示。

從圖1可以看出，2016-2018年，每年SO2濃度月均值呈現明顯冬高夏低的規律。SO2濃度月均值最高值通常出現在冬季的1月和2月，這一段時間氣溫較低，供熱采暖鍋爐負荷高，燃煤量大，SO2的排放量也相應增加，這種變化可以通過空氣中SO2濃度的監測來反映出來。SO2濃度月均值最低值通常出現在夏季的7月、8月，這一段時間只有工業鍋爐運行，同時降雨和植物也會對空氣中SO2的濃度產生影響。

1.2 PM10濃度月均值的變化

2016-2018年，大連花園口經濟區PM10濃度月均值變化如圖2所示。

圖1 大連花園口經濟區SO2濃度月均值變化

圖2 大連花園口經濟區PM10濃度月均值

通過圖2可以看出，大連市花園口經濟區的PM10濃度最高月均值通常出現在冬季的1月、2月、3月，這與取暖季時間相重疊。PM10濃度月均值最低值通常出現在夏季的7、8月，基本也呈現明顯冬高夏低的規律，這種現象基本與SO2濃度月均值相吻合。但相較于圖1中SO2濃度均值的變化趨勢，PM10濃度月均值的變化有自己的特點：全年中，SO2濃度月均值兩頭高、中間低的情況非常明顯，而PM10的濃度均值在每年的夏秋時節會出現一定的浮動。這是因為夏秋季節，受建筑工地的揚塵等因素影響，空氣中PM10濃度會有一定的增加[2]。橫向觀察，SO2和PM10的濃度變化呈現出明顯的季節特性。

2 污染物濃度的縱向變化

2.1 污染物濃度縱向變化的趨勢

縱 向觀察圖 1、 圖 2，2016-2018年，SO2和PM10的濃度變化呈現出明顯的周期性。除了個別月份外，其余月份的SO2和PM10兩項大氣污染物濃度月均值變化基本類似。

2016-2018年，大連花園口經濟區SO2和PM10污染物濃度的年均值統計情況如表1所示。

表1 SO2和PM10濃度的年均值

2016-2018年，大連花園口經濟區SO2和PM10污染物濃度的年均值逐年下降。相較2016年，2018年，空氣中SO2和PM10污染物濃度平均值的下降幅度分別達到40%和30%。

2.2 采暖期與非采暖期染物濃度變化情況

大連花園口經濟區的取暖期基本在每年11月初開始，第二年4月初結束，供暖企業會根據天氣情況適當做出調整。通過對采暖季和非采暖季SO2和PM10的濃度均值變化情況的分析，人們可以更直觀地了解，供熱采暖鍋爐燃煤是冬季SO2和PM10污染物的主要污染源[3]。2016-2018年，大連花園口經濟區采暖期與非采暖期SO2和PM10污染物濃度均值統計情況如表2所示。

從表2可以看出，2016-2018年，橫向觀察，每年采暖期內SO2和PM10的濃度均值明顯高于非采暖期。縱向比較，三年間SO2和PM10的濃度均值在采暖期和非采暖期都呈現逐年下降的趨勢。

3 SO2和PM10的濃度與燃煤的關系及原因分析

3.1 SO2和PM10的濃度與燃煤的關系

調查發現，大連花園口經濟區2016年、2017年和2018年的燃煤量和燃氣量呈現逐年上升的態勢。2016-2018年，花園口經濟區區域重點工業企業鍋爐及燃煤燃氣信息如表3所示。

表2 采暖期與非采暖期SO2和PM10濃度均值

表3 區域重點工業企業鍋爐及燃煤燃氣信息

通過對表3數據的比對與計算可知，2016-2018年，大連花園口經濟區重點大氣污染物排放工業企業的鍋爐數量由2016年的27臺下降至2018年的12臺，下降幅度為55.6%；其蒸氣量從222 t/h變成184 t/h，下降幅度為17.1%；其燃煤量從21 085 t增長到33 666 t，漲幅為59.7%，燃氣量從180萬m3上升至301萬m3，漲幅為67.2%。

據調查，花園口經濟區冬季供熱采暖的燃煤量占到該區域全年用煤量的40%左右，冬季供熱采暖鍋爐燃煤對于大氣污染物中SO2和PM10的貢獻是明顯的[4]。2016-2018年，在燃煤量逐年增加的同時，SO2和PM10污染物濃度的月均值除個別月份偶有波動，總體呈現出逐年下降的趨勢。這種現象的出現是有原因的。

3.2 原因分析

3.2.1 市級層面

為了切實改善環境空氣質量，降低污染物濃度，2016年以來，在市級層面，大連先后出臺了《大連市2016年度大氣行動計劃重點工作》《大連市藍天工程實施方案》《2017年大連市秋冬大氣污染綜合治理工作方案》《大連市打贏藍天保衛戰三年行動方案（2018-2020年）》等一系列文件。工作目標明確，強化考核，多措并舉，環境空氣質量改善明顯。2018年，大連市空氣質量達標天數為317 d，達標天數比例為86.8%，同比上升了4.6個百分點。在317個達標天中，空氣質量為優的天數達到106 d，同比增加13 d；良的天數為211 d，同比增加4 d。空氣質量為污染的天數為48 d，其中輕度污染為39 d，中度污染為8 d，重度污染為1 d，無嚴重污染日，2018年為2013年新標準實施以來污染程度最輕的年份。二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物、細顆粒物、臭氧和一氧化碳六項污染物首次全面達標。

3.2.2 縣區層面

大連花園口經濟區做好了以下三方面工作。一是高污染燃料禁燃區劃的建設。2016年劃定禁燃區，全域禁燃；2017年，禁燃區基本全面建成。在禁燃區內，禁止銷售、燃用高污染燃料；禁止新建、擴建燃用高污染燃料的設施，取締10 t及以下燃煤小鍋爐。二是拆爐并網與技術改造。通過拆爐并網，將分散小鍋爐拆除，減少燃煤鍋爐。禁燃區內20 t以下燃煤鍋爐，在規定的期限內改用天然氣、電或者其他清潔能源，2017年，清潔能源的替代工作已經基本完成。對于20 t以上鍋爐，限期完成污染治理設施的提標改造，保證達標排放，同時安裝在線監測設施。三是加強煤質管控，高硫分煤、劣質煤逐漸失去市場。以煤炭的含硫率為例，2016-2018年，全區煤質的平均含硫量從6.5%下降到4.2%。在燃料煤的選擇上，更多的燃煤企業傾向于選擇含硫量少、灰分低的商品煤用作燃料。優質煤的燃燒利于做到大氣污染物的達標排放，同時也降低了污染物治理設施的運行成本。

4 結語

供熱采暖鍋是大連花園口經濟區冬季大氣污染的主要污染源，供熱采暖燃煤對環境空氣中SO2和PM10的濃度有著很大影響。這種影響雖然不能完全排除，但也并非不可降低。通過法規約束、政策引導與技術改造相結合，人們可以有效減少SO2和PM10的排放，污染物濃度下降顯而易見[5]。這為北方其他供熱采暖鍋爐地區的大氣污染治理提供了參考。