武漢霧霾之謎:2013年P(guān)M2.5污染源主要為冶金燃煤
昨日,家住漢口的鄭伶俐一醒來,就打開手機(jī)里的應(yīng)用軟件,查看當(dāng)天的空氣質(zhì)量指數(shù)。2年多來,這是她每天清晨必做的事,“如果空氣質(zhì)量好,一整天人的心情都好!”
遺憾的是,昨晨,武漢空氣質(zhì)量排名全國倒數(shù)第二。
在武漢,像鄭女士一樣每天首要關(guān)心空氣質(zhì)量的人不在少數(shù)。近年霧霾頻發(fā),讓武漢的天空都變得灰蒙蒙,如2013年,嚴(yán)重的細(xì)顆粒物PM2.5污染,使得武漢86%的日子能見度都低于10km。
誰是空氣污染的幕后元兇?霧霾有沒有辦法根治?
2年前,省環(huán)境監(jiān)測中心站、華中科技大學(xué)和武漢市環(huán)境監(jiān)測中心聯(lián)手,啟動了“武漢市城市灰霾現(xiàn)象的成因分析和研究”課題。課題組通過實(shí)地監(jiān)測固定污染源、移動污染源排放測量估算,結(jié)合空氣自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)進(jìn)行顆粒物來源解析,為霧霾治理提供科學(xué)依據(jù)。
今天,該研究課題結(jié)題。本報記者因?yàn)槌掷m(xù)的關(guān)注,得以第一時間將課題成果公諸于眾。
PM2.5居各污染物之首
人們常從新聞中聽說,“PM2.5為首要空氣污染物”,武漢也是如此嗎?
課題組通過2013年全年的監(jiān)測,驗(yàn)證了這一猜測。他們對武漢9個國控監(jiān)測點(diǎn)(漢口江灘、漢口花橋、漢陽月湖、青山鋼花、武昌紫陽、東湖高新、沉湖七壕、吳家山、沌口新區(qū))的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出的結(jié)論是:該市的二氧化硫、二氧化氮、PM2.5、PM10濃度年均值分別為31、57、94、123(單位均為微克/立方米,下同)。其中,PM2.5年均濃度超標(biāo)最多,達(dá)到我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的168.6%。
課題組同時對各污染物的全年超標(biāo)天數(shù)進(jìn)行了分析。在各監(jiān)控點(diǎn)中,青山鋼花不幸成為“全能冠軍”,二氧化硫、二氧化氮、PM2.5、PM10的超標(biāo)天數(shù)在9個國控點(diǎn)中均是最高,分別為85天、2天、220天、130天;沉湖七壕超標(biāo)情況最輕,分別為0天、0天、137天、62天。這顯示,在武漢,PM2.5的超標(biāo)天數(shù)是各污染物中最多的。“無論是超標(biāo)倍數(shù),還是超標(biāo)天數(shù),PM2.5均為武漢最嚴(yán)重的污染物。”省環(huán)境監(jiān)測中心站工程師操文祥告訴記者。
武漢哪里的PM2.5濃度最高呢?課題組還對9個國控監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了空間分析比對。按PM2.5年均濃度由大到小的順序,依次為青山鋼花108、武昌紫陽101、吳家山99、漢口花橋98、東湖高新94、漢口江灘90、沌口新區(qū)90、漢陽月湖88、沉湖七壕79。顯而易見,青山鋼花PM2.5濃度年均值最高,沉湖七壕空氣質(zhì)量較好。
工業(yè)將青山推上“PM2.5之巔”
為探究青山區(qū)PM2.5之謎,本月2日,記者曾隨監(jiān)測中心站的工程師進(jìn)行了實(shí)地監(jiān)測。
在國電青山熱電廠13號發(fā)電機(jī)組,工程師劉志、張栩帶領(lǐng)記者,爬至脫硫排煙口檢測處。該檢測處位于210米高煙囪的中下部,約60米高。
劉志將顆粒物采樣槍和微電腦煙塵平行采樣儀進(jìn)行連接,對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)、調(diào)試,然后將采樣槍插入煙囪進(jìn)行顆粒物取樣。對二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物,則采用便攜式紅外煙氣分析儀進(jìn)行監(jiān)測,儀器經(jīng)預(yù)熱,校準(zhǔn)零點(diǎn),校準(zhǔn)標(biāo)氣后插入煙道,待儀器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后,可以直接在儀器上讀數(shù)。
經(jīng)過監(jiān)測,二氧化硫平均濃度為128毫克/立方米,氮氧化物平均濃度是33毫克/立方米;顆粒物取樣后經(jīng)實(shí)驗(yàn)室干燥,稱重后計算的均值為10毫克/立方米。劉志說:“與在線自動監(jiān)測數(shù)據(jù)比對,我們現(xiàn)場手工監(jiān)測到的結(jié)果在允許的誤差范圍之內(nèi),也低于火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)限值,屬于達(dá)標(biāo)排放。目前,省管12家電廠都具備脫硫、脫硝、除塵等工藝,基本都能達(dá)標(biāo)排放。”
對此,操文祥分析,由于青山屬于重工業(yè)區(qū),企業(yè)雖能按照要求達(dá)標(biāo)排放,但整個區(qū)域工業(yè)企業(yè)過多,污染物和顆粒物濃度依舊較高,和沒有工業(yè)的區(qū)域相比,年均濃度值必然高出不少,這就是青山空氣質(zhì)量較差、沉湖七壕空氣質(zhì)量好的原因。
上下班時段空氣污染最重
除了工廠,PM2.5還從哪些地方產(chǎn)生?又由哪些物質(zhì)構(gòu)成?
過去兩年,課題組對武漢移動污染源、固定污染源進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集,并通過省大氣監(jiān)測超級站的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析比對,再運(yùn)用正矩陣因子受體模型PMF和PCA(化學(xué)主成分分析法)兩種演算模型進(jìn)行源解析,結(jié)論驚人相似。武漢市全年P(guān)M2.5中,有26.1%來自于冶金燃煤,汽車尾氣貢獻(xiàn)24.4%,生物質(zhì)燃燒為12.7%,道路建筑揚(yáng)塵為10.4%,二次源污染為14.9%,未知污染源為11.5%。
冶金燃煤、汽車尾氣、生物質(zhì)燃燒、道路建筑揚(yáng)塵等都好理解,什么叫二次源污染呢?操文祥介紹,污染物排入大氣中,通過光合作用或空氣中發(fā)生理化反應(yīng),會形成新的污染物質(zhì),被定義為二次源污染,其中,硫酸鹽、硝酸鹽、氨鹽之類較多。由此不難出來,對霧霾天氣產(chǎn)生影響的不僅只有冶金燃煤,汽車尾氣貢獻(xiàn)也頗大,幾乎與前者并列。
空氣污染的時段規(guī)律,一直為公眾所關(guān)注。這次,課題組還從不同季節(jié)、不同時間段,對武漢市霾污染天氣特征進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。得出結(jié)論是,冬季時PM2.5、PM10的濃度最高,而每天上下班高峰時間期(早6點(diǎn)起和晚18點(diǎn)起),PM2.5、PM10的濃度出現(xiàn)上升。不同時間段的PM2.5濃度均主要是由大量的、時間集中的機(jī)動車排放引起,但持續(xù)上升達(dá)到峰值的時間點(diǎn)是不同的。
17日,記者又隨監(jiān)測中心站的工程師對汽車尾氣進(jìn)行了檢測。這次采用的設(shè)備為汽車排氣分析儀,檢測對象為一臺7座3.5排量的商務(wù)車,該車達(dá)到環(huán)保監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)(即通常大家所說的“綠標(biāo)車”)。當(dāng)車啟動后,將汽車轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3500轉(zhuǎn)后,再降至2500轉(zhuǎn),然后降至怠速狀態(tài),10分鐘后,儀器顯示該車一氧化碳排放量為0.18%,碳?xì)浠衔餅?0PPm,氮氧化物是13PPm,這些均為廢氣排放物。
另外,為了進(jìn)一步弄清污染源中所含成分,課題組前往排污廠區(qū)、交通要道,對冶金燃煤、汽車尾氣進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),并尋找其中成分含量。經(jīng)過大量實(shí)地監(jiān)測,課題組得出:冶金燃煤中主要污染物為二氧化硫、氮氧化物,顆粒物;汽車尾氣主要產(chǎn)生碳?xì)浠,氮氧化物,一氧化碳;工地(fù)P塵主要污染物為細(xì)顆粒。
今年空氣質(zhì)量優(yōu)于去年
上月初,2014北京APEC峰會期間,北京空氣質(zhì)量好。國家主席習(xí)近平坦言:“這幾天北京空氣質(zhì)量好,是我們有關(guān)地方和部門共同努力的結(jié)果……有人說,現(xiàn)在北京的藍(lán)天是APEC藍(lán),美好而短暫,過了這一陣就沒了,我希望并相信通過不懈的努力,APEC藍(lán)能夠保持下去。”
9月19日至9月27日,武漢網(wǎng)球公開賽舉行,為保障賽事期間空氣質(zhì)量,武漢市也采取了措施:全市暫停工地施工作業(yè),部分重點(diǎn)排污企業(yè)停產(chǎn)、限產(chǎn),主次道路增加機(jī)掃率……這些臨時性空氣質(zhì)量保障措施的實(shí)施,直接或間接地改善武漢市的空氣質(zhì)量。比賽期間,
武漢市城區(qū)PM2.5平均濃度為49,較去年同期下降22.2%;PM10平均濃度為86,較去年同期下降4.4%。
今年1月至11月,武漢市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為171天,優(yōu)良率為51.2%。與去年同期相比,空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)多了12天,上升3.6%。通過上述事例不難看出,霧霾天氣還是可以通過有效手段抑制。省環(huán)保廳有關(guān)專家表示,霧霾并非只能靠良好的氣候擴(kuò)散條件才能消除,在工業(yè)減排、汽車尾氣達(dá)標(biāo)、抑制道路揚(yáng)塵等方面進(jìn)行嚴(yán)格管控,對抑制霧霾的產(chǎn)生有一定的效果。
此次課題項目負(fù)責(zé)人之一、省環(huán)境監(jiān)測中心站副站長田一平表示,對武漢市霧霾的研究僅僅只是一個開始,后續(xù)還將繼續(xù)對霧霾進(jìn)行關(guān)注和研究,同時,今后還會對全省其他地區(qū)展開有關(guān)研究,力求找出每個地區(qū)霧霾產(chǎn)生的源頭,為有關(guān)部門如何治霾提供技術(shù)支撐。
短暫的藍(lán)天讓老百姓感到愉悅,但更多的是期盼。采訪結(jié)尾,鄭伶俐說:“近幾天空氣質(zhì)量一般,但和去年相比,明顯感覺空氣質(zhì)量有好轉(zhuǎn),希望這不是轉(zhuǎn)瞬即逝的藍(lán)天,更不是‘會議藍(lán)’,能在良好的生態(tài)環(huán)境中生活,是我們所有人的中國夢。”
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