濟(jì)寧市大氣污染源特征研究

楊遠(yuǎn)樂(lè)，宋 芳，韓龍芝

（1.濟(jì)寧市生態(tài)環(huán)境事務(wù)中心，山東 濟(jì)寧 272000；2.清環(huán)智源（北京）科技有限公司，山東 濟(jì)寧 272000；3.青島海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 青島 266061）

引言

近年來(lái)，大氣污染由傳統(tǒng)單一的煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N污染物相互影響、相互交織的復(fù)合型污染，大氣污染物的成分和來(lái)源越來(lái)越復(fù)雜[1]。同時(shí)，不同地區(qū)的大氣污染物成分差異也越來(lái)越大。濟(jì)寧市工業(yè)企業(yè)分布復(fù)雜，具有較多大氣污染源類型和大氣污染物種類。濟(jì)寧市首要污染物以PM2.5、PM10和O3為主。2020年，PM2.5作為首要污染物的天數(shù)較2018年增加60天；PM10作為首要污染物的天數(shù)較2018年減少60天；O3作為首要污染物的天數(shù)較2018年減少16天。2020年濟(jì)寧市PM2.5污染逐漸凸顯。因此，科學(xué)描述大氣污染物排放狀況，對(duì)大氣污染物排放特征和時(shí)空分布進(jìn)行分析，明確濟(jì)寧市大氣污染特點(diǎn)，對(duì)濟(jì)寧市大氣污染控制和空氣質(zhì)量改善十分必要。

1 材料與方法

1.1 調(diào)研方式

根據(jù)污染特征，針對(duì)性選取重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)排放源進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，通過(guò)實(shí)地勘查確定重點(diǎn)排放源生產(chǎn)活動(dòng)與排污特征，完成了192家工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作。重點(diǎn)調(diào)研工業(yè)行業(yè)為化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)、造紙、煉焦、非金屬礦物制品（熟料、水泥、磚瓦、玻璃、陶瓷等）、表面涂裝（設(shè)備制造、汽車制造）等，并掌握其工藝特點(diǎn)、分布結(jié)構(gòu)、排放特征、控制水平等信息。

基于調(diào)研的數(shù)據(jù)，本文以2020年為基準(zhǔn)年，通過(guò)歸類總結(jié)，重點(diǎn)對(duì)SO2、NOx、CO、VOCs、NH3、PM10、PM2.5、BC、OC 9種污染物的化石燃料固定燃燒源、工藝過(guò)程源、移動(dòng)源、溶劑使用源、農(nóng)業(yè)源、揚(yáng)塵源、儲(chǔ)存運(yùn)輸源、生物質(zhì)燃燒源、廢棄物處理源、其他排放源10類排放源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[2]。充分利用環(huán)境統(tǒng)計(jì)、污染源普查和重點(diǎn)污染源在線監(jiān)測(cè)等已建立起來(lái)的環(huán)境數(shù)據(jù)體系和各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)抽樣調(diào)查等，形成較為完整的數(shù)據(jù)鏈，建立完善的數(shù)據(jù)收集、校核體系，確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，從而實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、污染源的監(jiān)督管理、污染成因的分析和重污染應(yīng)急，為濟(jì)寧市空氣質(zhì)量調(diào)控綜合決策支撐平臺(tái)及中長(zhǎng)期污染控制規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

調(diào)研覆蓋整個(gè)濟(jì)寧市，包括2個(gè)市轄區(qū)（任城區(qū)、兗州區(qū)），7個(gè)縣（微山縣、魚臺(tái)縣、金鄉(xiāng)縣、嘉祥縣、汶上縣、泗水縣、梁山縣），代管2個(gè)縣市（曲阜市、鄒城市），以及3個(gè)功能區(qū)（濟(jì)寧高新區(qū)、太白湖新區(qū)、濟(jì)寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)）。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

化石燃料固定燃燒源：工業(yè)鍋爐燃料消耗量及燃料含硫率、灰分和揮發(fā)分等信息均來(lái)源于工業(yè)企業(yè)摸底調(diào)查和實(shí)地調(diào)查結(jié)果，且與環(huán)境統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；民用燃燒源中煤炭來(lái)源于商務(wù)局、天然氣來(lái)源于環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)，液化石油氣和液化天然氣等能源來(lái)源于山東省統(tǒng)計(jì)年鑒。

工藝過(guò)程源：工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品類型繁多，活動(dòng)水平數(shù)據(jù)采用工業(yè)企業(yè)摸底調(diào)查和實(shí)地調(diào)查結(jié)果。

溶劑使用源：工業(yè)溶劑使用源中家具制造、設(shè)備制造涂層和包裝印刷等企業(yè)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)采用工業(yè)企業(yè)摸底調(diào)查和實(shí)地調(diào)查結(jié)果；非工業(yè)溶劑使用源中汽修行業(yè)VOCs去除效率、溶劑性質(zhì)等信息，以及干洗店所用干洗劑劑量是根據(jù)濟(jì)寧市平均水平分配；建筑涂料使用量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)較難獲取，通過(guò)全國(guó)的使用比例和建筑施工面積進(jìn)行推算；農(nóng)藥使用量來(lái)源于農(nóng)業(yè)局及統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。

移動(dòng)源：道路移動(dòng)源保有量來(lái)源于市交警大隊(duì)提供；非道路移動(dòng)源中農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量來(lái)源于農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，而能耗數(shù)據(jù)則利用農(nóng)業(yè)機(jī)械平均能耗水平進(jìn)行推算；工程機(jī)械中企業(yè)機(jī)械來(lái)源工業(yè)企業(yè)摸底調(diào)查，工地機(jī)械根據(jù)施工面積折算；船舶油耗量根據(jù)部門反饋數(shù)據(jù)。

揚(yáng)塵源：道路揚(yáng)塵源中道路長(zhǎng)度來(lái)源于統(tǒng)計(jì)年鑒、交通運(yùn)輸局和城市管理局；建筑工地采用點(diǎn)源核算；土壤揚(yáng)塵采用自然資源和規(guī)劃局反饋數(shù)據(jù)。

生物質(zhì)燃燒源：對(duì)于秸稈戶用爐灶和露天焚燒量并沒(méi)有常規(guī)統(tǒng)計(jì)口徑，且較難監(jiān)控，所以在計(jì)算過(guò)程中將農(nóng)作物產(chǎn)量根據(jù)草谷比、焚燒比例和燃燒效率等參數(shù)進(jìn)行推算；而生物質(zhì)電廠、工業(yè)生物質(zhì)鍋爐、民用生物質(zhì)鍋爐生物質(zhì)燃料消耗量則根據(jù)企業(yè)調(diào)查獲取。

儲(chǔ)存運(yùn)輸源：加油站和儲(chǔ)油庫(kù)的活動(dòng)數(shù)據(jù)按點(diǎn)源收集。

農(nóng)業(yè)源：氮肥施用量、農(nóng)藥使用量來(lái)源于統(tǒng)計(jì)年鑒；畜禽養(yǎng)殖活動(dòng)數(shù)據(jù)采取點(diǎn)面結(jié)合方式獲取，點(diǎn)源數(shù)據(jù)包含規(guī)模以上養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)量。

廢棄物處理源：污水處理和固廢處理的活動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)源于環(huán)境統(tǒng)計(jì)信息表；煙氣脫硝活動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)源于企業(yè)調(diào)查。

其他排放源：餐飲源中企業(yè)餐飲采取點(diǎn)源方式收集。

1.3 能源消耗

2020年，作為燃料的煤炭消耗總量為2 574萬(wàn)噸，其中電力熱力消耗2 291萬(wàn)噸、工業(yè)燃燒消耗250萬(wàn)噸、工業(yè)爐窯消耗6萬(wàn)噸、民用燃燒消耗27萬(wàn)噸。2020年濟(jì)寧市機(jī)動(dòng)車保有量約181萬(wàn)輛，其中，載客汽車、載貨汽車和摩托車分別為135萬(wàn)輛、32萬(wàn)輛和14萬(wàn)輛。總道路里程為2.2萬(wàn)千米，建筑施工面積為7 835萬(wàn)平方米。

2 污染來(lái)源分析

2.1 化石燃料固定燃燒源

如表1所示，化石燃料固定燃燒源包括電力熱力、工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯、民用鍋爐和民用燃燒五類子源[3]。全年煤炭消耗總量為2 574萬(wàn)噸，其中電力熱力消耗2 291萬(wàn)噸，工業(yè)鍋爐消耗250萬(wàn)噸、工業(yè)爐窯消耗6萬(wàn)噸、民用燃燒消耗27萬(wàn)噸。

表1 濟(jì)寧市2020年大氣污染源排放統(tǒng)計(jì)表 單位：噸/年

2.2 工藝過(guò)程源

從行業(yè)排放量上分析[4]：工藝過(guò)程源中對(duì)SO2排放貢獻(xiàn)較大的行業(yè)為水泥熟料和獨(dú)立煉焦企業(yè)，貢獻(xiàn)率分別為27.8%和23.0%；對(duì)NOx貢獻(xiàn)較大的行業(yè)為水泥熟料，貢獻(xiàn)率為46.8%；對(duì)VOCs貢獻(xiàn)較大的行業(yè)為化工、獨(dú)立焦化和醫(yī)藥制造，貢獻(xiàn)率分別為38.4%、13.4%和13.0%；對(duì)PM10、PM2.5排放貢獻(xiàn)較大的行業(yè)為水泥制品和水泥熟料企業(yè)，水泥制品貢獻(xiàn)率分別為11.2%和7.6%，水泥熟料貢獻(xiàn)率分別為10.4%和11.6%。

2.3 移動(dòng)源

移動(dòng)源包括道路移動(dòng)源和非道路移動(dòng)源[5]。移動(dòng)源為全市NOx排放的首要貢獻(xiàn)源，貢獻(xiàn)率達(dá)87.2%。非道路移動(dòng)機(jī)械對(duì)移動(dòng)源SO2貢獻(xiàn)較大，主要為工程機(jī)械排放；機(jī)動(dòng)車和非道路移動(dòng)機(jī)械對(duì)NOx、PM10和PM2.5貢獻(xiàn)率相當(dāng)；但機(jī)動(dòng)車對(duì)VOCs貢獻(xiàn)大于非道路機(jī)械，占該源比例分別為72.3%。

2.4 溶劑使用源

溶劑使用源包含工業(yè)涂裝、印刷印染、汽修、干洗、瀝青鋪路、建筑涂料、農(nóng)藥使用及其他溶劑使用等子源[6]。溶劑使用源對(duì)全市VOCs的貢獻(xiàn)率為32.9%，其中農(nóng)藥使用占比溶劑使用源38.7%。

2.5 農(nóng)業(yè)源

農(nóng)業(yè)源包括畜禽養(yǎng)殖、氮肥使用、人體糞便、固氮植物和土壤本底等排放子源，主要污染物為NH3，排放量核算方法采用基于飼養(yǎng)量/使用量/人口/種植面積等的排放因子法[7]。全年農(nóng)業(yè)源NH3排放量為61 507噸，貢獻(xiàn)率為90.8%。

2.6 揚(yáng)塵源

全市總道路里程為2.2萬(wàn)千米，公路和城市道路長(zhǎng)度分別為3 557千米和1 753千米。公路中鄉(xiāng)村道路占比最高，占比為76.8%。

2.7 儲(chǔ)存運(yùn)輸源

全市加油站汽油和柴油銷售量分別為36.4萬(wàn)噸和28.2萬(wàn)噸，汽油銷售量相對(duì)多于柴油；全市7家儲(chǔ)油庫(kù)全年汽、柴油存儲(chǔ)量分別為4.6萬(wàn)噸和8.7萬(wàn)噸。全市儲(chǔ)存運(yùn)輸源VOCs排放量為2 992噸，占全市的比例為6.2%。

2.8 生物質(zhì)燃燒源

生物質(zhì)燃燒源包括生物質(zhì)電廠、生物質(zhì)鍋爐、生物質(zhì)工業(yè)爐窯、居民生物質(zhì)爐灶、秸稈露天焚燒等子源，排放量核算方法采用基于燃燒生物量的排放因子法[8]。全年生物質(zhì)電廠消耗183萬(wàn)噸生物質(zhì)燃料、工業(yè)生物質(zhì)鍋爐消耗115萬(wàn)噸生物質(zhì)燃料、民用生物質(zhì)鍋爐消耗9 248噸生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)工業(yè)爐窯消耗8.5萬(wàn)噸生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)爐灶生物質(zhì)燃燒量為28.5萬(wàn)噸。生物質(zhì)燃燒源各污染物SO2、NOx、VOCs、NH3、PM10和PM2.5占全市總排放量的比例分別為7.6%、2.1%、2.6%、1.1%、1.0%和2.3%。

2.9 廢棄物處理源

全市廢水、固廢年處理量為33 207萬(wàn)立方米和300噸，煙氣脫硝燃煤量為2 353萬(wàn)噸。全年廢棄物處理源共排放3 822噸NH3，占全市總排放量的5.6%。

2.10 其他排放源

其他排放源主要指餐飲企業(yè)排放，核算方法采用基于煙氣量的排放因子法[9]。全市4 367家餐飲企業(yè)大、中和小型餐飲企業(yè)分別為507家、1 760家和12 121家；三者煙氣排放速率參照《城市大氣污染物綜合排放源排放清單編制技術(shù)指南》[10]，分別為2 500 m3/h、2 000 m3/h和1 500 m3/h，年總經(jīng)營(yíng)時(shí)間分別以2 000 h、1 800 h和1 600 h計(jì)，餐飲單位油煙凈化全覆蓋，去除率摘編自飲食行業(yè)油煙標(biāo)準(zhǔn)[11]。全年餐飲源PM10、PM2.5和VOCs排放量分別為80噸、64噸和56噸。

3 污染物排放分析

3.1 SO2排放情況

SO2排放量為9 564噸，化石燃料固定燃燒源為首要排放源，其占全市總量的比例為41.1%。細(xì)化分析化石燃料固定燃燒源中排放貢獻(xiàn)情況，電力供熱、民用燃燒和工業(yè)鍋爐對(duì)全市SO2的排放貢獻(xiàn)率分別為33.1%、5.2%和2.8%。從各區(qū)縣排放空間分布特征來(lái)看，SO2主要貢獻(xiàn)區(qū)縣為梁山縣，占全市的比例為17.9%，主要以移動(dòng)源和化石燃料固定燃燒源為主。

3.2 NOx排放情況

NOx排放總量為124 684噸，移動(dòng)源作為首要排放源占全市總排放量的比例為87.2%。移動(dòng)源NOx排放主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車，對(duì)全市NOx排放貢獻(xiàn)率為53.8%，工程機(jī)械排放占比約為28.8%。從各區(qū)縣排放空間分布特征來(lái)看，NOx排放量較大的區(qū)域主要集中梁山縣、鄒城市和任城區(qū)，對(duì)全市貢獻(xiàn)率分別為26.0%、10.7%和9.7%。

3.3 VOCs排放情況

VOCs排放量為48 067噸，移動(dòng)源貢獻(xiàn)率最大，占比為35.8%，其次為溶劑使用源，占比32.9%。移動(dòng)源中機(jī)動(dòng)車排放占全市比例為25.8%；從各區(qū)縣排放空間特征來(lái)看，VOCs的主要貢獻(xiàn)區(qū)縣為鄒城市、梁山縣和任城區(qū)，占全市比例分別為14.8%、12.4%和11.8%，主要由移動(dòng)源和溶劑使用源貢獻(xiàn)。

3.4 PM10排放情況

PM10排放量為83 456噸，揚(yáng)塵源作為突出排放源，其貢獻(xiàn)率達(dá)80.7%。揚(yáng)塵源的可吸入顆粒物排放主要來(lái)源于道路揚(yáng)塵，占PM10排放量的比例為34.0%，其次為施工揚(yáng)塵，為26.8%。從各區(qū)縣排放空間分布特征來(lái)看，PM10排放最為明顯的區(qū)縣為鄒城市，占全市比例為15.4%，主要以揚(yáng)塵源為主要貢獻(xiàn)源。

3.5 PM5排放情況

PM2.5排放量為32 373噸，揚(yáng)塵源為主要排放源，占比分別為62.3%。其中揚(yáng)塵源主要由施工揚(yáng)塵和道路揚(yáng)塵貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為26.0%和25.6%。從各區(qū)縣排放空間分布特征來(lái)看，PM2.5排放量較大區(qū)縣為鄒城市，占全市比例分別為15.1%，主要由揚(yáng)塵源分擔(dān)。

4 結(jié)論

2020年全市人為源排放SO2為9 564噸、NOx為124 684噸、CO為303 150噸、VOCs為48 067噸、NH3為67 713噸、PM10為83 456噸、PM2.5為32 373噸、BC為3 070噸和OC為2 514噸。其中，SO2首要排放源為化石燃料固定源，其對(duì)全市貢獻(xiàn)率分別為47.5%；NOx的第一貢獻(xiàn)源為移動(dòng)源，貢獻(xiàn)率為84.7%；VOCs排放主要為移動(dòng)源和溶劑使用源貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為35.6%和33.0%；NH3排放則主要來(lái)自農(nóng)業(yè)源，其排放占比為90.8%；PM10和PM2.5主要排放源為揚(yáng)塵源，排放量占比分別為80.8%和62.3%。