徐州市区取暖季节主要大气污染企业的污染物种类与控制措施探讨

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　　摘要：本文针对徐州市区取暖季节大气污染防治面临的严峻形势，简要叙述徐州市气候与地形，徐州市区的大气重污染企业火电、钢铁、焦化、水泥、铸造等行业的企业分布、污染物主要特征及该市空气质量考核的主要指标。根据徐州的产业结构、煤的使用量、徐州的地形与取暖季节的气候特征、大气重污染企业的分布特点综合分析取暖季节的大气污染原因、并对徐州市区取暖季节提出减轻大气污染的建议与对策，为改善徐州市区取暖季节空气环境质量出谋划策。
　　关键词：大气重污染企业污染物种类;主要指标取暖季节与全年比较;污染原因分析;建议与对策
　　中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）07-00-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.035
　　Abstract： This paper is aimed at the severe situation of air pollution prevention and control in the heating season in Xuzhou City. It briefly describes the climate and topography of Xuzhou City. The distribution of enterprises and the main characteristics of pollutants in thermal power， steel， coking， cement and foundry industries in Xuzhou City And the main indicators of the city’s air quality assessment. According to the industrial structure of Xuzhou， the amount of coal used， the climatic characteristics of Xuzhou’s topography and heating season， and the distribution characteristics of heavy polluting enterprises， the causes of air pollution in the heating season are comprehensively analyzed， and suggestions for reducing air pollution are proposed for the heating season in Xuzhou City. And countermeasures， to improve the air quality of the heating season in Xuzhou City.
　　Key words： Atmospheric heavy pollution;Main indicator heating season compared with the whole year;Analysis of pollution causes; Recommendations and countermeasures
　　2018年徐州市污染防治没有全面完成“双60”目标，即PM2.5年均浓度下降到60  μg/m?以下，空气质量优良天数比率上升至60%以上。虽然离“双60”目标只有一步之遥，但是徐州市大气污染防治面临的形势依然严峻，大气污染问题成为制约我市环境质量改善最为突出的短板。每年进入供暖季，受大气扩散不利的气象因素，大气污染防治更加严峻。
　　1 徐州市气候与地形
　　徐州位于华北平原的东南部，介于116°22′～118°40′E、33°43′～34°58′N之间。东西长约210km，南北宽约140km。徐州市区周围群山环绕，市区北部三环路以内主要分布着九里山，九里山绵延近十公里，位于徐州市西北部北三环南侧，又名九凝山，海拔134m，面积百余公顷。市区南部分布着云龙山海拔142m，长达3km，占地520422㎡。徐州市区西部坐落着卧牛山，卧牛山海拔46m，绵延 2km。狮子山位于江苏省徐州市市区东郊，是一座海拔61m的小山峰。徐州市区属于温带季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，全年以东方为主，冬季以东北风为主。
　　2 徐州市区的大气重污染企业分布、污染物种类与特点
　　徐州市区北面分布着华美电厂、垞城电厂、彭城电厂、茅村电厂等大型火电和热电厂，产生的废气主要来源于锅炉燃烧产生的烟气，气力输灰系统中间灰库排气和煤场产生的含尘废气以及原煤破碎、煤的输送产生的煤尘。锅炉燃烧产生的烟气量与其产生的污染物含量远远大于其他废气，锅炉燃烧产生烟气含有的污染物主要有：飞灰、SO2、NOx、CO、CO2及少量的氟化物与氯化物等，其中主要污染物是飞灰、煤尘、SO2与NOx。每年供暖季110天，24小时不间断生产。 徐州市区东北部分布着徐州博丰钢铁有限公司、徐州宝丰特钢有限公司、徐州东南钢铁工业有限公司、徐州荣阳钢铁有限公司、江苏兴达钢铁集团有限公司、江苏彭钢钢铁控股集团有限公司、铜山县利国钢铁有限公司等钢铁厂，钢铁冶炼中烧结烟气会产生SO2、NO、Hg、重金属及二噁英等有机污染物，每生产1t烧结大约产生4000～6000mL的烟气，一般含尘0.5～15g/m?，且含有：SOx、NOx等酸性气态污染物。烧结烟气产生量大且分布不均匀、SO2浓度变化大，烧结烟气成分复杂。徐州市区东北部分布着焦化企业的大气污染物。焦化主要工艺：高温干馏煤---回收煤焦油、氨气、粗苯，对煤炭的热解与化产品的回收。主要废气污染为：粉尘、烟气与化学废气，其中化学废气的主要成分是含硫化合物与氨氮化合物，以及少量的氰化物和芳香族化合物。徐州中联水泥有限公司、徐州市龍山水泥有限公司、淮海中联水泥有限公司、江苏久久水泥有限公司分别位于徐州市区东北部与东部。水泥熟料生产行业的主要大气污染物为：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物等四种，如果水泥厂要处置废弃物，还可能包括二恶英、重金属等。水泥的生产过程中排污节点较多，从原料准备、煤粉制备、生料制备、熟料煅烧、熟料粉碎到水泥包装，均有粉尘产生。另外徐州牛头山铸业有限公司、徐州聚成铸造科技有限公司也分布在徐州市区东北部，铸造行业的主要大气污染物为：悬浮的气溶胶（PM2.5及更细小的颗粒污染物）和气态的有机污染物。铸造企业内部主要的大气污染：翻砂导致的扬尘 ; 熔炼设备等燃烧产生废气：尤其冲天炉燃烧废气排放较为严重，烟气中粉尘的主要组成是冶金烟尘、碳素烟尘和灰尘，此外还含有二氧化硫、氮氧化物等多种气体大气污染物;铸件浇注产生的废气; 涂料喷涂产生的废气;其他厂内无组织排放，如原料在粉碎、筛分、输运加工过程中产生的少量粉尘，有机粘结剂使用中的少量逸散等。综上所述：徐州市区存在的大气重点污染企业都含有颗粒物、SO2、NOx、这几种空气环境质量考核指标。 　　3 徐州市区取暖季节大气污染实际情况与原因分析
　　3.1 徐州市区主要污染物指标SO2、NO2、PM2.5年度与采暖季节均值比较
　　由以上图可以看出，2016年SO2全年平均浓度24.9mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为45 mg/m?，比全年均值高出80.7%;NO2全年平均浓度40.4mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为54.1 mg/m?，比全年均值高出33.9%;PM2.5全年平均浓度53.8mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为81.4 mg/m?，比全年均值高出51.3%。2017年SO2全年平均浓度20.9mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为29.5mg/m?，比全年均值高出41.1%;NO2全年平均浓度40.0mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为41.1mg/m?，比全年均值高出2.75%;PM2.5全年平均浓度61.4mg/m?，1月、2月、12月三个月均值为90.9 mg/m?，比全年均值高出48.0%。
　　3.2 取暖季节大气污染原因分析
　　徐州市是江苏省为数不多的冬季集中供暖的省辖市，徐州市供暖人口多供暖面积大，供暖时间长，每年11月20日到3月10日近110天集中供暖。由以上图表可以看出每年的1月、2月、12月是大气污染最重的月份。冬季天气寒冷，昼夜温差较大，降水较少，气候干燥， 日照时间短。污染气体以下沉气流为主，污染物不易扩散。市区大气主要污染物颗粒物、SO2、NOx浓度与气象因素的关系较为复杂， 其中与气温存在明显的负相关性，与气压存在较明显的正相关性，与降水量的关系和降雨量等级有关，与风速的关系和研究区域的地理位置有关。这个时期大气扩散减弱，边界层高度压得很低，从夏天的一两公里降至300-500m，污染物的容纳空间变小，就像一个“大锅盖”把污染物压缩到很小的空间。 徐州市区四面环山的特定地理条件，冬季更易形成逆温层，大气对流不活跃等不利于空气中污染物质扩散的因素较多。同时徐州市重工业占工业比重达67%，电力、钢铁、焦化、水泥、铸造产能仍然偏高，去年全市煤炭消耗量4229万t，约占全省五分之一。大气重点污染企业排放的大气污染物主要含有颗粒物、SO2、NOx，这些重污染企业大部分分布在徐州市区的上风向，市区北部、东北部和东部，分布集中，大气污染物排放量大、运行时间长，徐州冬季的主导风向为东北风，多种因素叠加造成徐州市区采暖季节大气污染严重。
　　4 徐州市区取暖季节减轻大气污染的建议与对策
　　（1）徐州市区近年来城市的发展，高层建筑的建设，高架快速路的修建，产业结构的调整，工厂的外迁，工业布局的改变，导致大气污染物的排放、稀释与扩散条件发生重大改变，应重新核算大气环境容量。AERMOD模式在我国已使用很多年，经过完善，较为成熟。徐州市区建成区面积较大，分散较广，计算过程中模拟地区的流场复杂，AERMOD模式的精度能到达要求。空气质量模式计算结果的误差主要来源于模式输入的参数，AERMOD模式中对气象数据和地形数据的处理非常精细。用AERMOD模式计算浓度约束条件时具有运算量小又能达到精度的特点。根据徐州市的地形、地貌、气候特点，结合容量测算的实际需要与徐州市的城市规划与环境现状，建议选用AERMOD模式对徐州市大气环境容量重新估算。
　　（2）采暖季节严格执行火电、钢铁、焦化、水泥行业以及工业锅炉大气污染物特别排放限值，推进重点行业大气污染深度治理。尽快实施钢铁超低排放改造，烧结烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物超低排放。加强其他企业脱硫、脱硝、除尘设施的运行维护和管理，确保稳定达标排放。实施铸造企业治理改造，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物达标排放。电力、焦化、钢铁、水泥（含粉磨站）、铸造等企业物料（含废渣）运输、装卸、存储、转移、输送以及生产工艺过程无组织排放整治。淘汰钢铁、焦化、建材等过剩产能，加快燃煤和生物质锅炉淘汰整治，严格控制煤炭消费总量，推进城市建成区散煤清零，持续开展工业企业治污设施提標改造。加强煤质监管，明确散煤煤质管理要求，加强部门联动，严厉打击劣质煤流通、销售和使用，高污染燃料禁燃区内禁止销售和燃烧煤炭及其制品等。
　　（3）加强对以上重点排污单位的监督管理。环境监察部门在采暖期间应加强大气重点排污单位的巡查，要提高业务素质，做好现场巡查笔录，遇到环境违法行为及时处理。要求重点排污单位按照规范安装自动监测设备，并与生态环境部门联网，进行实时监控，对数据的运行与维护进行监管，保证数据的真实性与合理性，严防监测数据造假。
　　（4）制定地方法规，规定以上大气重污染行业取暖季节限产、错峰生产制度。以能耗高、污染物种类与考核指标一致的而且排放量大的热电（除外）、钢铁、焦化、水泥、铸造等行业为重点，制定限产、错峰生产方案。生产方案不应一成不变，生产方案的制定应结合天气预报与环境空气质量预报的情况及时调整。制定地方法规，规定取暖季节对大气重点污染企业的环境违法行为处理严于其他时期，造成高压态势，增强威慑力。
　　5 结论
　　每年供暖季是徐州市区大气污染污染最严重的季节，提高徐州市区供暖季节的大气环境质量市徐州市区大气污染攻坚重中之重。通过分析重点大气污染企业的污染物种类，大气主要污染指标取暖季节与全年均值的比较，分析造成大气污染的原因并提出解决建议与方法，为改善徐州市区取暖季节空气环境质量出谋划策。
　　参考文献
　　[1]李丽珍，刘辉，曹露.太原采暖季霾和良天气下大气污染物的污染特征分析.环境与可持续发展，2014，5.
　　[2]张志伟，邓海华，陈永飞.工业废气排放对城市雾霾天气的影响与对策.节能环保，2004（4），21.
　　收稿日期：2019-04-19
　　作者简介：黄超（1973-），男，本科学历，工程师，研究方向为环境监测与环境管理。
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