遼寧港口集團散貨碼頭堆場抑塵專項研究

孫虎　張春意　劉筱萌

【摘 要】 為有效遏制干散貨碼頭堆場揚塵污染，提升大氣污染管控水平，針對遼寧港口集團下屬干散貨港區(qū)粉塵污染防治工作存在的實際問題，運用資料分析、實地踏勘、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬、體系架構(gòu)等方法，分區(qū)域、分主次、分階段地制訂有效可行的粉塵污染治理改造實施方案，并綜合評估其經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益，切實提高港口大氣污染防治效率與管控水平，優(yōu)化環(huán)保投資結(jié)構(gòu)，有效提升環(huán)保投資效率。

【關(guān)鍵詞】 粉塵污染;優(yōu)化管控;效益分析

1 研究背景

近幾年，隨著國家環(huán)保政策日益收緊，以顆粒物為主要污染物的散貨港口逐漸成為社會關(guān)注的焦點。2019年，遼寧港口集團下轄的大連港、營口港、綏中港區(qū)、盤錦港等散貨作業(yè)區(qū)散貨總吞吐量接近1.8億t，吞吐量大、物料種類多、作業(yè)工藝復雜、污染治理難度高，各作業(yè)區(qū)粉塵污染防治措施建設(shè)水平和管理水平也不盡相同;因此，從根源上針對性地形成干散貨作業(yè)全流程的粉塵污染防控與管理體系，以集團角度統(tǒng)籌環(huán)境管理，對于有效遏制揚塵污染，提升大氣污染管控水平，推進遼寧港口集團構(gòu)建世界一流港口進程具有重要意義。

2 遼寧港口集團粉塵污染防治現(xiàn)狀

2.1 粉塵污染起塵節(jié)點分析

散貨港口粉塵污染主要來源于散貨的裝卸、堆存和疏運環(huán)節(jié)。由于集團各散貨作業(yè)區(qū)存在地域、基礎(chǔ)設(shè)施的專業(yè)化水平、轉(zhuǎn)運方式等差異，起塵方式也不盡相同。遼寧港口集團散貨作業(yè)區(qū)主要由綏中港區(qū)、盤錦港、營口港散貨作業(yè)區(qū)和大連港散貨作業(yè)區(qū)組成，包括專業(yè)化干散貨碼頭和通用散貨碼頭。按照工藝環(huán)節(jié)區(qū)分，專業(yè)化散貨碼頭與通用散貨碼頭的起塵節(jié)點大致相同，最大的區(qū)別在于起塵節(jié)點數(shù)量，專業(yè)化散貨碼頭的裝卸和場內(nèi)疏運都采用了大型專業(yè)設(shè)備作業(yè)，干散貨在港區(qū)范圍內(nèi)的周轉(zhuǎn)次數(shù)較少，起塵節(jié)點也相對較少;通用散貨碼頭需要兼顧雜件貨裝卸，散貨裝卸和疏運主要依托于流動機械（裝載機、自卸汽車等），作業(yè)水平與能力一般較低，直接導致干散貨周轉(zhuǎn)次數(shù)增多，起塵節(jié)點也隨之增多。遼寧港口集團專業(yè)化散貨碼頭與通用散貨碼頭轉(zhuǎn)運工藝流程和節(jié)點分別見圖1、圖2。

各散貨作業(yè)港區(qū)起塵成因大致分為靜態(tài)風蝕起塵和動態(tài)作業(yè)起塵，其中：靜態(tài)風蝕起塵主要是散貨堆存期間的風蝕起塵，其與外界風速與料堆表面含水率關(guān)系緊密;動態(tài)作業(yè)起塵主要是由作業(yè)機械或人工擾動、裝卸料落差、流動機械設(shè)備碾壓等因素導致的，同時，受外界風速影響也非常大。

2.2 環(huán)保措施應用與環(huán)境管理現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，遼寧港口集團各散貨作業(yè)區(qū)為有效控制作業(yè)過程中的粉塵污染，都在各環(huán)節(jié)配套了相應的防治措施，基本保障了粉塵污染的有效控制，各作業(yè)區(qū)企業(yè)內(nèi)部環(huán)保部門職能分工相對明確，也制定了較完備的環(huán)境管理制度。由于存在基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境管理水平、資源分配及經(jīng)濟效益等差異，各作業(yè)區(qū)粉塵污染治理水平和效果也有所不同。

從整體上看，遼寧港口集團干散貨作業(yè)區(qū)環(huán)保措施應用和環(huán)境管理方面還存在以下問題：

（1）部分作業(yè)區(qū)污染防治措施落實不到位，法規(guī)政策落實不徹底。重點環(huán)節(jié)起塵控制措施的缺失，大大降低了粉塵污染防治效率，其中盤錦港區(qū)、營口港專業(yè)煤炭（礦石）碼頭堆場、大連港大窯灣礦石碼頭堆場等項目污染防治措施落實情況相對較好，其他作業(yè)區(qū)均存在不同程度的措施落實不到位情況，應予以重視。

（2）污染防控體系建立不完善，控制措施效力發(fā)揮不充分。各作業(yè)區(qū)雖已制定環(huán)境管理制度，但過于籠統(tǒng)且缺乏針對性，實際作業(yè)過程中存在執(zhí)行不徹底的情況，加之缺乏有效的現(xiàn)場反饋機制，企業(yè)內(nèi)部環(huán)境管理處于被動、滯后的狀態(tài)。氣候和設(shè)備缺陷問題導致防治措施很難發(fā)揮其應有的作用和效力，進一步加劇了粉塵污染。

（3）技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新活力不足。集團各散貨碼頭已運營多年，其作業(yè)工藝與模式很難在短時期內(nèi)改變。就目前來看，粉塵防控往往依靠傳統(tǒng)技術(shù)，未能結(jié)合自身作業(yè)與粉塵排放特點進行技術(shù)創(chuàng)新或研究開發(fā)更適合自身作業(yè)特點、防治效果更佳的除塵抑塵技術(shù)。這也成為遼寧港口集團智慧綠色港口建設(shè)進程的障礙之一。

2.3 粉塵排放和擴散情勢分析

基于港區(qū)現(xiàn)場作業(yè)布局及粉塵排放源分布情況，利用手工監(jiān)測、車載及無人機走航等多種技術(shù)手段，同步開展作業(yè)區(qū)粉塵排放濃度和周邊敏感區(qū)域及環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測、重點起塵節(jié)點和道路二次揚塵監(jiān)測，以及無人機特定空間粉塵濃度分布特征監(jiān)測，獲取港口多維立體空間粉塵濃度數(shù)據(jù)，多元分析粉塵綜合污染情勢。為綜合考量各港區(qū)干散貨堆場區(qū)域及場外敏感點區(qū)域污染情勢，借助二維全覆蓋式車載走航監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范（試行）》規(guī)定的方法，引入環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)對作業(yè)區(qū)粉塵污染影響程度進行對比、判定。各作業(yè)區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)與單項指數(shù)統(tǒng)計分別見圖3、圖4。

根據(jù)圖3，各作業(yè)區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量由低到高分別為營口港鲅魚圈港區(qū)、長興島作業(yè)區(qū)、盤錦港、大窯灣和散糧煤炭作業(yè)區(qū)、大連灣散貨作業(yè)區(qū)、綏中港區(qū)。

根據(jù)以往經(jīng)驗，港口散貨作業(yè)對環(huán)境空氣造成的主要污染物是PM10和TSP。從圖4可以看出：除營口港鲅魚圈港區(qū)和大窯灣散糧及煤炭作業(yè)區(qū)外，其余港區(qū)PM2.5單項指數(shù)最高;營口港鲅魚圈港區(qū)PM10和TSP指數(shù)最高，表明不同作業(yè)區(qū)大氣首要顆粒物污染指標并不完全一致。主要原因在于各作業(yè)區(qū)散貨作業(yè)貨種和作業(yè)方式存在一定的差別，粉塵污染治理應根據(jù)實際污染特征采取針對性措施。

3 粉塵污染控制優(yōu)化方案

3.1 適用濕法除塵貨種粉塵控制優(yōu)化方案

在分析粉塵污染防治現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)研究成果及治理經(jīng)驗，以切實符合各港區(qū)實際情況為出發(fā)點，分港區(qū)、分階段地提出了集團粉塵污染控制優(yōu)化方案，方案分為基本控制、強化控制、優(yōu)化控制3個階段，實施年限為2021―2025年。

為對比優(yōu)化方案實施前后港區(qū)散貨作業(yè)對周邊環(huán)境粉塵濃度的貢獻值，基于港區(qū)分布情況，使用AERMOD模型對綏中港區(qū)、盤錦港、營口港散貨作業(yè)區(qū)、長興島港區(qū)和大連灣+大窯灣港區(qū)5個區(qū)域進行預測分析。結(jié)果顯示，優(yōu)化方案落實后，港區(qū)對周邊環(huán)境粉塵濃度貢獻值有效減小，TSP、PM10、PM2.5整體擴散趨勢相近。以營口港散貨作業(yè)區(qū)TSP粉塵擴散曲線為例，其TSP日均、年均濃度貢獻值分別見圖5（a）、圖5（b）。

基于預測分析結(jié)果可知，優(yōu)化后港區(qū)粉塵擴散范圍明顯小于現(xiàn)狀，說明優(yōu)化后的環(huán)保措施可有效抑塵，其中：盤錦港、營口港散貨作業(yè)區(qū)、大連灣+大窯灣港區(qū)的環(huán)保措施優(yōu)化方案抑塵效果顯著，綏中港區(qū)、大長興島港區(qū)的優(yōu)化措施方案可以有效抑塵，但效果并不顯著，這與港區(qū)作業(yè)工藝和貨種有關(guān)。從整體上看，以非專業(yè)化散貨泊位為主的運營港區(qū)，現(xiàn)有裝卸工藝條件抑塵效果顯著，但為從根本上解決作業(yè)揚塵的問題，還需從裝卸工藝的升級改造等多方面入手。

3.2 不適用濕法除塵貨種粉塵控制優(yōu)化方案

各散貨作業(yè)區(qū)在實際運營過程中還涉及糧食、水泥、水泥熟料、化肥、鹽、糖等不適用濕法除塵抑塵技術(shù)的貨種。從作業(yè)方式來看：各港區(qū)水泥均采用罐車管道直接裝船，部分港區(qū)裝船管道出現(xiàn)泄漏，應考慮盡快封閉或增設(shè)負壓設(shè)施;部分港區(qū)糧食作業(yè)實現(xiàn)工藝流程封閉或半封閉，作業(yè)過程產(chǎn)生粉塵污染相對較小，但在通用工藝條件下此類散貨作業(yè)揚塵仍比較嚴重，在日常環(huán)境管理工作中需引起高度重視。

針對目前集團散貨作業(yè)區(qū)采用通用工藝作業(yè)的貨種，通過作業(yè)工藝及起塵節(jié)點的梳理，并結(jié)合近5年作業(yè)量進行分析，提出在盤錦港區(qū)或長興島港區(qū)對水泥熟料作業(yè)進行流程化工藝改造、對綏中港區(qū)及鲅魚圈港區(qū)的水泥熟料進行歸并作業(yè)的工藝改造等建議，并對糧食等貨種提出在現(xiàn)有作業(yè)工藝下進行管控的建議。

4 粉塵污染管控實施效益分析

4.1 投資效益分析

環(huán)保投資綜合效益是指港口企業(yè)為了降低港口作業(yè)過程污染物排放對環(huán)境的影響，將部分資產(chǎn)投入環(huán)境保護進而產(chǎn)生的多種效益，具體可分為環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益等3個部分。

優(yōu)化作業(yè)方案后環(huán)保投資主要帶來環(huán)境效益，表現(xiàn)為方案實施后產(chǎn)生的污染物總量減少而帶來的環(huán)境質(zhì)量改善。在保持現(xiàn)狀作業(yè)量的情況下，遼寧港口集團在優(yōu)化方案實施后，散貨作業(yè)粉塵污染物年排放量由53 292.8 t減少為41 396.2 t。可見，優(yōu)化方案的實施有效減少了港口作業(yè)粉塵污染物的排放，對于提高港區(qū)及周邊環(huán)境質(zhì)量具有良好的推動作用，產(chǎn)生良好的環(huán)境效益。

優(yōu)化以方案實施期間因作業(yè)量增加而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為直接經(jīng)濟效益，環(huán)境稅的減征為間接經(jīng)濟效益，方案的經(jīng)濟效益為直接經(jīng)濟效益與間接經(jīng)濟效益之和。考慮市場及政策時效性，根據(jù)遼寧港口集團各散貨作業(yè)區(qū)近5年實際散貨作業(yè)量變化對2021―2030年散貨作業(yè)量進行預測，并以方案實施后達標排放作業(yè)量為限值得出未來10年散貨作業(yè)量，對現(xiàn)階段各散貨作業(yè)區(qū)主營業(yè)務收入及實際作業(yè)量進行核算，至2030年集團散貨作業(yè)年主營業(yè)務收入較現(xiàn)狀增長106 434.4萬元。隨著優(yōu)化方案的階段性實施，在作業(yè)量增加的情況下，至2025年，綏中港區(qū)、盤錦港、營口港散貨作業(yè)區(qū)及大連港散貨作業(yè)區(qū)每年將分別較未實施優(yōu)化方案減征環(huán)境稅3.31萬元、58.57萬元、288.21萬元及120.58萬元。營口港在2025年方案落實后仍保有環(huán)境容量，作業(yè)量仍呈增長趨勢，減征稅額隨作業(yè)量增加而增加，至2030年粉塵污染排放量將減少10 411.97 t、年減征環(huán)境稅額312.36萬元。

優(yōu)化方案的實施可有效改善各散貨作業(yè)港區(qū)附近的大氣環(huán)境質(zhì)量，進而提高港區(qū)附近居民的生活舒適度和環(huán)境安全感，對保持和提升當?shù)氐淖匀桓＠淞⑵髽I(yè)典型尤為重要。從長遠來看，優(yōu)化方案的實施既減輕了環(huán)境污染，又提高了行業(yè)競爭力。

4.2 投資回收分析

投資回收期是以環(huán)保項目的凈收益抵償全部投資所需要的時間，優(yōu)化方案實施期間作業(yè)量增加受市場變化主導，優(yōu)化方案的實施是作業(yè)量在達標排放的前提下可隨市場向好變化持續(xù)增加的保證;因此，本研究以優(yōu)化方案實施期間主營業(yè)務收入增量為凈收益，以凈收益的10%作為企業(yè)環(huán)保投資資金核算優(yōu)化方案投資回收期。綏中港區(qū)優(yōu)化方案的實施僅為港區(qū)履行環(huán)保要求、規(guī)避環(huán)保行政處罰提供指導，因預測不產(chǎn)生作業(yè)量增加和直接經(jīng)濟效益，各年度間接經(jīng)濟效益以2019年數(shù)據(jù)進行核算，凈收益僅為小額環(huán)境稅減征，相比優(yōu)化方案提出的環(huán)保投資額，小額環(huán)境稅減征對回收期的影響較小，不納入計算;各港區(qū)主營業(yè)務成本增量根據(jù)近3年利潤表中數(shù)據(jù)核算得出;各環(huán)保項目投資金額根據(jù)國內(nèi)同等規(guī)模港口環(huán)保投資及運行情況確定，5年投資分別為3 712萬元、2 033萬元、9 439.5萬元、3 814.75萬元和3 814.75萬元，總投資為22 814萬元;針對不適用濕法除塵貨種（不含水泥熟料）的管控建議投資不分階段，投資金額為803萬元。以2021年為基準年核算得出，盤錦港、營口港散貨作業(yè)區(qū)及大連港散貨作業(yè)區(qū)優(yōu)化方案投資回收期分別為0.5年、9.26年及1.96年。以遼寧港口集團為主體計算優(yōu)化方案投資回收期為5.58年，計入管控建議投資的優(yōu)化方案投資回收期為5.77年。

根據(jù)水泥熟料流程化工藝改造方案，估算盤錦港和長興島港區(qū)工藝改造投資額分別為2.5億～3億元、1.5億～2億元。在工藝改造后，預估盤錦港區(qū)和長興島港區(qū)年作業(yè)能力分別可達萬t、萬t。以最大年作業(yè)能力核算盤錦港區(qū)和長興島港區(qū)投資回收期分別為4.29～5.15年、4.42～5.89年。

5 結(jié) 語

本項目以遼寧港口集團下屬各散貨港區(qū)為研究對象，從現(xiàn)階段備受行業(yè)和社會關(guān)注的散貨作業(yè)揚塵為出發(fā)點，同步開展點線面的現(xiàn)場監(jiān)測，綜合分析了港區(qū)作業(yè)污染情勢，并實施全過程工藝的實地摸排，全面剖析了不同港區(qū)粉塵污染防治存在的問題，最終以集團統(tǒng)籌管理為準，提出了操作性較強的優(yōu)化治理方案，并從經(jīng)濟、環(huán)境、社會等3個方面綜合分析了方案實施效益，為集團實施差異化的環(huán)境統(tǒng)籌管理提供理論和數(shù)據(jù)支撐。