张焕坤， 倪爽英， 张妍芬， 鲍晓磊

(1.河北省环境科学研究院，河北石家庄 050037；2.河北正奇环境科技有限公司，河北石家庄 050037；3.华北电力大学，河北保定 071003)



石家庄大气颗粒物污染特征及防治对策

张焕坤1,2， 倪爽英1， 张妍芬3， 鲍晓磊1

(1.河北省环境科学研究院，河北石家庄 050037；2.河北正奇环境科技有限公司，河北石家庄 050037；3.华北电力大学，河北保定 071003)

石家庄近年来重污染天气频发，其中主要的空气污染物为颗粒物。基于2013和2014年1～6月PM10和PM2.5浓度水平、日变规律及PM2.5/ PM10的变化情况，阐述了石家庄大气颗粒物污染的年度变化特征。结果表明，2014年上半年PM10、PM2.5的日平均浓度均值分别为257、145 μg/m3，相较于2013年分别下降了22.4%和14.7%，达标天数占总观测天数的比值明显提高，表明石家庄地区采取的大气颗粒物减排措施已初见成效。通过对石家庄大气颗粒物污染状况的系统分析，为该地区颗粒物污染控制提供参考和依据。

石家庄；大气颗粒物；污染特征；防治对策

大气颗粒物(Partieulate Matter，即PM)是大气中固体和液体颗粒物的总称。近两年来，随着我国华北地区大面积雾霾天气的产生，越来越多的公众开始关注大气颗粒物污染。大气颗粒物因富集有毒有害物质及微生物严重危及人体健康。研究发现,随着颗粒物粒径的减小,吸附的有毒有害成分越多,而且所能到达机体肺部的部位越深,超细颗粒物甚至可以通过气血屏障进入血液循环,对人类机体造成更严重的损伤[1]。除了影响人体健康外,气溶胶还直接或者间接地影响地球的气候[2]。颗粒物产生的光散射和光吸收等消光效应导致的大气能见度的降低是最直接可见的影响。此外，气溶胶广泛参与大气中的各类化学过程，对大气污染物的传输、转化、去除等都有重要作用。

京津冀地区是PM10和PM2.5污染严重的地区，石家庄是河北省会，地处河北省中南部，环渤海湾经济区。石家庄市气候干燥、少雨且地理位置特殊；石家庄市煤炭所占比例过高的能源消费结构和高污染、高排放的工业结构[3]，煤炭在石家庄的消费水平比全国平均水平高出20%[4]；环保执法力度不够，在增强人们环保意识方面也缺乏具体的制度措施[5]等，都是造成石家庄市大气颗粒物污染严重的重要原因,导致该地区易发生严重大气污染事件。根据国家环保部公布的74个环保重点城市空气质量状况报告显示，石家庄一直处于污染城市前10位。笔者通过分析石家庄大气颗粒物污染过程的天气成因以及污染过程中细颗粒物的富集, 解析了北京颗粒物污染的区域性特征。

1 数据来源

该研究的监测点位共8个，分别为世纪公园(裕华区)、西南高教(桥西区)、化工学院(长安区)、人民会堂(桥东区)、高新区(高新区)、职工医院(新华区)、西北水源(新华区)和封龙山。数据为连续24 h在线监测，所选监测点位涵盖了石家庄市区的所有区，封龙山位于河北省石家庄市鹿泉区，为数据参照点。石家庄的日均值为封龙山这个参照点位的日均值的平均值。石家庄市监测点位位置分布见图1。

2 结果与分析

2.1 PM10、PM2.5的浓度水平通过对2013年1～6月监测时段内得到的181个PM10、PM2.5日均值进行统计，结果表明，PM10的日平均浓度为331 μg/m3，超过日均值二级标准1.2倍，最大值为786 μg/m3，出现在2013年2月27日，超过日均值标准4.2倍，最小值为53 μg/m3，出现在2013年6月13日，181 d中PM10超过二级标准的天数为168 d，超标率92.8%；PM2.5的日平均浓度为170 μg/m3，超过日均值二级标准1.27倍，PM2.5的最大值为709 μg/m3，出现在2013年1月12日，超过新标准值8.45倍，最小值为27 μg/m3，出现在 2013年4月9日，181 d中PM2.5超过二级标准的天数为150 d，超标率82.8%。

通过对2014年1～6月监测时段内得到的181个PM10、PM2.5日均值进行统计，结果表明，PM10的日平均浓度为257 μg/m3，超过日均值二级标准0.71倍，最大值为791 μg/m3，出现在2014年1月16日，超过日均值标准4.27倍，最小值为46 μg/m3，出现在2014年2月9日，181 d中PM10超过二级标准的天数为135 d，超标率74.6%；PM2.5的日平均浓度为145 μg/m3，超过日均值二级标准0.93倍，PM2.5的最大值为549 μg/m3，出现在2014年1月16日，超过新标准值6.32倍，最小值为25 μg/m3，出现在 2014年5月2日，181 d中PM2.5超过二级标准的天数为127 d，超标率70.2%。统计分析结果汇总见表 1。

表1 2013、2014年PM10、PM2.5浓度日均值 μg/m3

由以上结果可知，观测期内PM10、PM2.5浓度日均值平均值比较大，且最大值均出现在冬季供暖期内，说明冬季燃煤是造成严重雾霾天气的重要原因；2014年1～6月比2013年1～6月PM10、PM2.5浓度日均值超标天数均减少了23 d，说明石家庄地区大气颗粒物污染程度有所减轻。

2.2 PM10、PM2.5浓度日变化特征石家庄市2013年1～6月和2014年1～6月每月PM10、PM2.5日平均浓度变化趋势见图2；代表月1和4月PM10、PM2.5日均浓度变化趋势见图3。

由图2可知，上半年大气中颗粒物的浓度总体上呈逐月下降趋势，1月PM10、PM2.5浓度较高，可能是因为冬季大量燃煤所引起，4月以后PM10、PM2.5浓度相对较低，原因是供暖停止，且春季风较大，易于污染物的扩散；同时，2014年1～6月大气中颗粒物的月均浓度同比2013年1～6月也有较为明显的下降，说明石家庄地区在采取一系列大气颗粒物减排措施后，已初见成效。

以代表月1月为例，2013年1月PM10浓度值在105～724 μg/m3之间，月均值为512 μg/m3；PM2.5浓度值在44～709 μg/m3之间，月均值为321 μg/m3；2014年1月PM10浓度值在126～791 μg/m3之间，月均值为415 μg/m3；PM2.5浓度值在34～549 μg/m3之间，月均值为251 μg/m3；2014年1月 PM10、PM2.5月均值比2013年1月分别减少了97和70 μg/m3(图3a)。

2.3 PM2.5/PM10石家庄2013年1～6月的PM2.5/PM10平均值分别为46.4%、41.1%、38.6%、44.8%、59.5%、54.6%，所有监测点位中PM2.5/PM10的平均值为47.7%，此值与周学华等在济南市测得的PM2.5/PM10平均值46.9%的数据相当[6-8]；2014年1～6月的PM2.5/PM10平均值分别为58.9%、64.2%、54.6%、52.6%、41.7%、54.5%，所有监测点位中PM2.5/PM10的平均值为54.4%，说明目前石家庄市采取的大气颗粒物减排措施对PM10起到较大作用，对PM2.5的减排措施还需要进一步加强。

3 重点任务目标

石家庄市出台的《石家庄市大气污染防治攻坚行动方案(2013-2017)》[9]总体目标：经过5年努力，全市环境空气质量总体改善，重污染天气大幅度减少。力争再利用5年时间或更长的时间，基本消除重污染天气，全市环境空气质量全面改善，让人民群众呼吸上新鲜空气。相关措施包括：

3.1 能源结构优化调整通过逐步提高外调电比例、增加天然气供应、加大非化石能源利用等措施替代燃煤，实现煤炭消费总量负增长。到2017年，煤炭消费量比2012年净削减1 500万t，煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下。禁止新建项目配套建设自备燃煤电站，加快清洁能源替代利用，划定高污染燃料禁燃区，集中清理关停各种煤场，加强煤炭管治，提高能源使用效率。

3.2 工业企业污染综合治理

(1)全面整治燃煤锅炉。加快热力和燃气管网建设，通过集中供热、“煤改气”、“煤改电”等措施，2017年年底前，建成区全部淘汰35 T/h及以下燃煤锅炉，城乡接合部和其他远郊县(市)区的城镇地区基本淘汰10 T/h及以下燃煤锅炉。

(2)加快火电、钢铁、铸造、水泥建材行业除尘改造。2014年7月1日起，全市现有火电企业的燃煤机组执行火电行业烟尘特别排放限值(20 mg/m3)；2015年7月1日前，所有钢铁、铸造企业的烧结(球团)设备机头完成除尘设施升级改造，执行颗粒物特别排放限值(40 mg/m3)；达不到环保要求的水泥建材企业，一律关停整改。另外，四大行业必须加强脱硫、脱硝的实施，减少颗粒物前体物的排放。

3.3 扬尘污染综合整治工程建筑施工现场全部封闭围挡，物料按规范要求实施覆盖；渣土运输车实现密 闭运输或更换新型全密闭渣土车；分期分批关闭全市露天采矿，并对关闭的露天矿山分批进行矿山环境恢复治理；依法取缔城市周边非法采砂行为；餐饮服务经营场所全部安装高效油烟净化设施，实现达标排放；城区严禁露天烧烤。

3.4 机动车尾气污染治理工程加强城市交通和机动车环保管理，提升燃油品质，严格控制机动车保有量，加大黄标车淘汰和限行力度，到2017年年底前，淘汰全部14.3万辆黄标车。

3.5 落后产能淘汰严格新建项目审批，提高节能环保准入门槛，健全重点行业准入条件，公布符合准入条件的企业名单并实施动态管理，严格实施污染物排放总量控制；加快淘汰落后产能，压缩过剩产能。

3.6 产业结构优化调整和科技创新调整生产力布局，支持战略性新兴产业快速发展；优化空间格局，搬迁市区污染企业，加大工业企业节能技改力度，全面推进清洁生产，大力发展循环经济，推进大气颗粒物污染治理技术研究。

3.7 加强生态绿化扩大城市建成区绿地规模，继续推进道路绿化、单位居住区绿化、立体空间绿化、绿道绿廊、公园绿地建设和秋冬季绿化；提高城市周边森林覆盖率。

3.8 环境监测应急建设

(1)建立健全环境空气监测体系。2013年年底前，各县(市)区各建成1个空气自动监测站，按新标准配齐六参数监测指标，与市环保局联网并报送监测数据，构建全市域的空气自动监测网络，实时发布环境空气质量监测数据。

(2)完善环境空气污染应急预案，及时采取应急措施。成立应急组织机构，明确职责分工，落实责任主体，规范预警预报及响应程序，按不同预警等级采取相应应急措施。将重污染天气应急响应纳入政府突发事件应急管理体系。环保、气象等部门加强合作，建立重污染天气监测预警机制，根据重污染天气的预警等级，迅速启动应急预案，及时发布预警信息，引导公众做好防范。

3.9 精细化管理工程

(1)创建重点大气污染控制区。市区及城郊接合部创建12个重点大气污染控制区，每个控制区不低于10 km2，其他县(市)区城区内各创建1个重点大气污染控制区。以“粉尘治理全覆盖、绿化硬化全覆盖、排放治理全覆盖、环境卫生无死角”为刚性目标，对重点大气污染控制区实施综合整治。

(2)实行环保网格化管理。2013年年底前，全市建成“条块结合、以块为主、网格管理、职责明晰、责任到人”的环保网格化监管机制。落实属地责任，强化各乡镇村、街道基层环保工作责任和工作力度，实现环保监管工作全覆盖、无缝隙。

4 结论

(1)从2014年1～6月的数据来看，石家庄市PM10、PM2.5日均浓度平均值分别为257和145 μg/m3，分别为《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准的1.71和1.93倍，PM10、PM2.5浓度超标天数分别占总观测天数的74.6%和70.2%；同时，2014年1～6月大气中颗粒物的月均浓度同比2013年1～6月也有较为明显的下降，但在全国范围内仍属于颗粒物污染严重的城市。

(2)2013年1～6月和2014年1～6月所有监测点位中PM2.5/PM10平均值分别为 47.7%和54.4%，说明目前石家庄市采取的大气颗粒物减排措施对PM10起到较大作用，对PM2.5的减排措施还需要进一步加强。

(3)按照《石家庄市大气污染防治攻坚行动方案(2013-2017)》制定的总体目标，坚持综合施策，以压煤、降尘、控车、迁企、减排、增绿6个方面为重点， 强力推进九大防治工程。借鉴2008年奥运保障时联防联控工作的经验效果，建议研究制定各级政府、各级部门的一体化联动机制，尽快建立一套区域综合防治机制，实现省内及区域大气污染的联防联控。

[1] 张文丽，徐东群，崔九思.大气细颗粒物污染监测及其遗传毒性研究[J].环境与健康杂志,2003，20(1):3-6.

[2] 董雪玲.大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害[J].资源产业,2004,6(5):50-53．

[3] 陆雅静，王辉，鲍晓磊，等．石家庄市2005-2012年环境空气质量变化及影响因素分析[J].河北工业科技,2014,31(5)：401-406.

[4] 曹鹏，王路光，崔立昌，等. 河北省大气污染状况分析及防治对策探讨[J].煤炭与化工，2014，37(8)：144-148，152.

[5] 石蕊．石家庄空气污染防治对策初探[J].中小企业管理与科技,2012(5)：78-80.

[6] 周学华，王哲，郝明图，等．济南市春季大气颗粒物污染研究[J]．环境科学学报，2008，28(4):755-763.

[7] 王丽涛，潘雪梅，郑佳，等．河北及周边地区霾污染特征的模拟研究[J]．环境科学学报，2012，32(4):925-931.

[8] 魏巍，王丽涛，潘雪梅，等.河北城市霾污染来源的模拟研究[J].环境科学与技术，2013,36(2)：116-119.

[9] 石家庄市大气污染防治攻坚行动方案(2013-2017).

Atmospheric Particulate Matter Pollution Characteristics and Countermeasures of Shijiazhuang

ZHANG Huan-kun1,2, NI Shuang-ying1, ZHANG Yan-fen3et al

(1. Hebei Provincial Environmental Scientific Research Institute, Shijiazhuang, Hebei 050037; 2. Hebei Zhengqi Engineering Center for Technology Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050037; 3. North China Electric Power University, Baoding, Hebei 071003)

In recent years the frequent occurrence of heavy pollution in Shijiazhuang, one of the major air pollutants is particulate matter. Based on PM10and PM2.5concentrations, daily variation law, changes of PM2.5/PM10during Jan.-Jun. in 2013 and 2014, the annual variation characteristics of atmospheric particulate matter pollution in Shijiazhuang were elaborated. The results showed that annual average concentrations of PM10, PM2.5in first half year of 2014 were 257 and 145 μg/m3respectively, decreased 2.4% and 14.7% compared with 2013, indicating that the atmospheric particulate matter emission reduction measures taken in Shijiazhuang have achieved initial success. The study can provide reference and basis for control of particulate matter pollution in the region.

Shijiazhuang; Atmospheric particulate matter; Pollution characteristics; Control measures

国家环境保护公益性行业科研专项(201409007)；国家科技支撑计划课题(2014BAC23B00)。

张焕坤(1982- )，男，山东安丘人，工程师，硕士，从事大气、废水治理等方面的研究及环境影响评价工作。

2014-11-29

S 181.3

A

0517-6611(2015)02-235-03