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海北州大气环境现状及污染防治对策建议

2022-07-23

青海环境 2022年2期
关键词:多云颗粒物风速

王 清

(海北州生态环境局,青海 海北 812200)

1 海北州空气污染现状分析

1.1 2020年海北州空气质量现状分析

2020年海北州空气质量综合指数为2.67,较2019年(2.80)下降4.6%,空气质量处于青海省各市(州)中等水平;优良天362 d,全省排名第四(详见表1)。各项污染物中PM2.5、PM10年累计浓度分别为19 μg/m3、41 μg/m3,全省排名均第四;NO2、CO年累计浓度分别13 μg/m3、0.9 μg/m3,全省排名均为第二;SO2年累计浓度为11 μg/m3,全省排名第一;O3-8h年累计浓度为130 μg/m3,全省排名倒数第二。

表1 2020年海北州空气质量综合指数及各项污染物在青海省各市(州)对比情况

从2020年海北州空气质量综合指数分担情况来看(详见图1),贡献最大的3项污染物分别是O3-8h(30%)、PM10(22%)、PM2.5(20%),其分担率总和高达72%,由此可见O3-8h和颗粒物是当前影响海北州空气质量的主要污染因子。

按照月份对海北州主要污染因子颗粒物、O3-8h浓度进行统计,结果见表2。1月、11月、12月PM2.5浓度较高,均在23 μg/m3以上,5~8月PM2.5浓度较为稳定,维持在16~17 μg/m3。从改善率看,1~6月、9月海北州PM2.5浓度同比改善,7~8月、10~12月同比反弹,其中12月反弹最多(140.0%)。PM10月浓度4月、7~12月均有所反弹,其中12月反弹最高(85.7%);O3-8h月浓度均在100 μg/m3及以上,除1月持平、12月反弹(5.3%)外,其余月份均不同程度改善,8月份改善幅度(16.0%)最大。

图1 2020年海北州空气质量综合指数分担率

由2020年海北州1~12月各项污染物浓度变化(见图2)可看出:SO2、NO2、CO、PM2.5月浓度高值均出现在10~12月,可能由于采暖季期间州内供暖需求增加,燃煤燃气排放强度增大所致;PM10月浓度高值出现在2~5月、10~11月,考虑PM10浓度升高主要受扬尘、沙尘传输影响;O3-8h月浓度高值出现在5~7月,由于海北州海拔高、光照充足、太阳辐射强,氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCs)等O3前体物,在太阳光(紫外线)照射下,经过一系列复杂的化学反应,对O3-8h浓度产生影响。

表2 2020年海北州颗粒物、O3-8h逐月浓度及其改善情况

图2 2020年海北州1~12月各项污染物浓度变化

表3 2020年海北州污染天PM10浓度及相关气象条件

1.2 典型污染过程分析

由图3可看出,自2020年按《海北州西海镇 2020 年打赢蓝天保卫战三年行动实施方案》的目标任务标准评价:优良天数达标(优良天数大于等于96.3%)、PM2.5浓度达标(PM2.5浓度小于等于20 μg/m3)。

PM2.5均值(μg/m3)优良比例(国控点)2020年01~10月2019年01~10月同比(%)2020年01~10月2019年01~10月同比(%)1821-14.398.296.3+1.91821-14.398.296.3+1.9

如图4所示,2020年10月1~18日,西海镇站点PM10浓度值为46.3 μg/m3,PM2.5浓度值为23.8 μg/m3,SO2浓度值为7.6 μg/m3,NO2浓度值为7.6 μg/m3,CO浓度的值为0.63 mg/m3,O3-8h为108.1 g/m3。该污染过程中,颗粒物浓度上升幅度较为显著,特别是PM10,与2019年同期相比,上升幅度达73.1%,PM2.5的上升幅度为7.2%,O3-8h浓度上升幅度为7.9%。此外该过程中,CO浓度也有小幅度上升(0.4%),但NOx及SO2浓度与2019年同期相比呈现下降趋势(图5,图6所示)。污染成因有所变化,大气氧化性增强,前体物浓度有所下降,但PM2.5浓度升高,污染二次转化程度加大。与2019年同期相比,前体物SO2及NOx有所控制,CO浓度变化不大,而O3-8h浓度较2019年上升10%左右。在前体物排放有所缓解的情况下,大气氧化性增强,二次转化的程度加大,造成PM2.5浓度上升。

由图7,图8,图9可以看出,2020年与2019年同期相比,风速有所增加,大风速造成局地粗粒子贡献上升。2020年10月1~18日,西海镇平均风速为3.4 m/s,以东南风为主,高于2019年同期风速(2.75 m/s)。同时结合PM2.5/PM10来看,该过程中,粗粒子的增长幅度远高于其它污染物,因此,初步推测,该过程中,较大风速造成局地扬尘源贡献增大。

图4 2020年10月1~18日各污染物浓度时间序列

图5 2020年10月13~18日各污染物浓度与2019年同期对比

图6 2020年10月1~18日各污染物浓度与2019年同期变化率

图7 2019~2020年同期风向玫瑰图

图8 期间雷达扫描图

图9 2020年10月1~18日风速与2019年同期风速比较

该污染过程中,PM2.5/PM10同期对比,西海镇2020年10月1~18日PM2.5/PM10低于2019年同期(图10),粗粒子浓度较高,扬尘源贡献显著。站点周边及东南方向扬尘源贡献大,特别是夜间更为显著。

图10 2020年10月1~18日西海镇站点PM2.5/PM10

综合利用西海镇站点数据分析该过程颗粒物浓度与气象条件的相关性。该过程中,比较显著的特点是,PM2.5与PM10的相关性较高,表明两种污染物的同源性较高。根据图11显示,站点东南方向风速较高时出现明显热点,站点颗粒物浓度受东南侧污染源影响较大,特别是夜间。

图11 2020年PM2.5与PM10污染玫瑰图

为进一步查找原因,2020年对全州部分污染源进行夜间抽检和排查,摸排调查西海镇建筑工地、道路情况、裸地堆场,发现存在如下问题:一是多数工地采暖季来临前处于抢工期,均存在施工现象,6个100%扬尘防控措施未落实到位。其中西海镇门源路、州检察院对面及州生态环境局周边多条道路在整修,持续时间较长,道路扬尘较大,且道路两旁裸露地较多;部分渣土车未苫盖未冲洗且抛洒情况严重。二是州档案馆周边有多处堆场,且未进行苫盖。三是部分站点附近存在胶合板木材高污燃料燃烧。

调查天气情况,海北州温差相差较大,自10月11日起最低温进入零摄氏度以下,风向基本以东南风为主,风速为2级和3级(图12)。期间存在明显的低空逆温现象,阻碍空气的垂直对流和污染物的大气扩散运动。一方面,海北州秋冬季昼短夜长,白天日照时间短,大地受热少,大气湍流和垂直对流较弱,夜间地面辐射时间长,温度较低,易造成逆温;另一方面,东南方向为大片草原,但周围有315国道、门源路等多条道路,期间车流量较大,交通污染为二次颗粒物;同时近期没有降水,使得道路干燥,且东南风将道路扬尘带入西海镇,加上西海镇工地扬尘及裸地堆场扬尘,颗粒物积累较多。

日期最高气温最低气温天气风向日期最高气温最低气温天气风向2020-10-01星期四13℃1℃多云东南风2级2020-10-10星期六11℃4℃多云东风2级2020-10-02星期五12℃-3℃多云东风2级2020-10-11星期日12℃-2℃多云东南风3级2020-10-03星期六12℃0℃晴东风2级2020-10-12星期一10℃0℃阴东南风3级2020-10-04星期日9℃0℃多云东风2级2020-10-13星期二7℃-2℃多云东南风3级2020-10-05星期一12℃2℃阴东南风2级2020-10-14星期三7℃-2℃多云东南风2级2020-10-06星期二9℃-1℃晴西南风2级2020-10-15星期四8℃-3℃阴东风2级2020-10-07星期三10℃2℃阴东南风2级2020-10-16星期五8℃-6℃多云东风3级2020-10-08星期四12℃0℃阴东风2级2020-10-17星期六8℃-5℃多云东南风2级2020-10-09星期五10℃2℃多云东南风2级2020-10-18星期日6℃-7℃晴东南风2级

综上所述,10月1~18日期间受本地PM10及东南方向传输颗粒物浓度增加影响,加之风速较大、大气热力不稳定上升运动和逆温的气象条件,二者共同作用导致国控点位PM10浓度升高, PM2.5浓度一直居高不下。

2 海北州西海镇2021年上半年空气质量情况分析

2.1 2021年6月各州市环境空气质量排名情况

6月份海北州西海镇环境空气综合指数2.69(表4所示),排名第六,主要污染物为O3-8h,有效监测天数为22 d,达标天数为22 d,优良率为100%,与2020年同期相同。

表4 各州市环境空气质量排名情况

2.2 1~6月份目标完成情况:

颗粒物:PM2.5累计浓度21 μg/m3,PM10累计浓度35 μg/m3。

优良天:1月1日~6月30日期间,西海镇优良天共完成160 d,优良比率为95.2%;总天数181 d,有效天数168 d;严重污染4 d,轻度污染3 d,重度污染1 d,占总天数的2.4%。污染天均由沙尘所引起。其中,国家认可剔除沙尘影响18 d。

表5 西海镇环境空气质量六项污染物1~6月均值表

由表5可看出,CO浓度均值与去年同期相等,PM10与同期相比下降了22%,SO2、NO2、PM2.5、O3-8h与2020年同期相比,分别上升50%、10%、23.5%、3.2%。2020年受疫情影响,海北州上半年的PM2.5、SO2和NO2改善明显,在2020年复工复产后海北州的气态污染物均有所反弹(图13)。因此,2021年上半年较2020年同期气态污染物反弹较为明显,与全省情况一致。

2.3 2021年6月海北州4县空气质量排名情况

2021年6月份,海北州西海镇空气质量综合指数为2.69,海北州空气质量排名第一的为祁连县,空气质量指数1.87,门源县第二,空气质量指数2.17,刚察县、海晏县空气质量指数分别为2.21、2.61(表6)。

图13 六项污染物同比变化均值图

3 存在的问题

3.1 现场督查问题

由图14、图15可看出,六项污染物浓度在2021年2月至3月份,颗粒物浓度(包括PM10、PM2.5)上升趋势大,同时AQI随之上升,同比2020年,PM2.5均值浓度在2021年1~2月上升趋势较高。

表6 6月海北州4县空气质量排名情况

图14 1~6月PM10变化趋势图

唐湖电厂周边砖厂无阻挡,空旷区域较多,散乱煤较多,大型煤矿运输车辆没有苫盖,导致周边煤矿粉尘颗粒多。砖厂内大量裸露落地没有采取扬尘防控措施,有4~5处土堆未苫盖,车辆出入时有大量扬尘,另还有一处垃圾焚烧,垃圾焚烧引起SO2的排放。厂区内还有砖厂生产过程中产生的烟雾和刺激性气体,该砖厂主要加工粉煤灰、白灰、石灰。

砖厂对所在区域大气环境的影响主要是扬尘,其易造成大气中TSP浓度的升高,形成扬尘污染。在进行地基处理、土地平整等施工作业时,在大风天易造成粉尘、扬尘等大气污染情况。其次运输砂石、水泥等材料时,发生散落等情况也未及时做到清理、洒水降尘等措施,增加了地面的起尘量。据有关资料显示,工地道路扬尘是施工工地扬尘的主要污染源,约占全部工地扬尘的62%,其余材料的搬运、土方砂石的堆放扬尘、施工作业扬尘等约占38%。评价要求工程作业区的堆料,在出现四级大风时应停止地面作业。砖厂内并没有按照相关评价停止进行地面作业。

本区域粉煤灰储存仓,在卸料过程中有粉尘从风机排风口排放,堆场每天车辆来往运输时会产生道路扬尘。

国道周边颗粒物浓度上升是由车辆引起的道路扬尘所致,天气潮湿使颗粒物附着在地面,空气中的颗粒物无法散开。由空气质量日均浓度变化趋势图发现,PM10与PM2.5具有同根同源性,均在2月份浓度达到最高值,西海电厂和三分厂PM2.5、PM10数据最高为38.35 μg/m3、37.13 μg/m3。三分厂周边大型车辆运输密集,靠近国道,车辆尾气对颗粒物上升的影响较大。

环湖东路15号附近有一处烂尾楼,裸露地从2020年至今无人管理,大量堆土无苫盖,周边没有围挡,来往大型车辆比较密集,有大量扬尘导致颗粒物的上升。

2021年1~3月份优良天占比76.7%,与2020年(96.6%)相比优良天数有所下降。如图16、图17所示,PM10浓度上升幅度较大,同比上升180%。颗粒物PM2.5月均浓度值为41 μg/m3,同比上升了115%。

图16 3月份六项污染物同比变化均值图

图17 西海镇2021年3月优良天数

NO2、SO2、PM10、PM2.5月均浓度分别为12 μg/m3、15 μg/m3、146 μg/m3、41 μg/m3。PM2.5、NO2较2020年同期相比分别上升7%。CO日均值第95百分位浓度平均为0.5 mg/m3,与2020年同期相同,O3-8h第90百分位浓度平均为104 μg/m3,与2020年同期相同。

3.2 颗粒物上升的原因

自2月份过后,降雪天气较少,空气比较干燥。在2021年3月14日,源于蒙古国中东部地区的沙尘过程开始影响我国境内,主要影响我国北方地区。3月15日在内蒙古、山西、陕西、宁夏北部、甘肃河西均已出现扬沙和浮尘天气,3月16日在青海出现。此后扬尘天气持续一周,期间空气等级达到了严重污染,AQI最高值达到500。造成大范围浮尘的原因有:(1)地面干燥,有沙源;(2)风大;(3)大风转到了高空。应对扬尘天气应该采取洒水降尘措施。

2021年3月16日与19日空气质量指数类别为轻度污染,此次沙尘暴主要影响地区是柴达木盆地,随着冷空气倒灌湟水河谷,西宁、海东市出现短时浮尘天气,但所受影响较弱。预计16日、17日沙尘天气结束,我省大部分地区迎来弱降温降雪天气,北部地区日最高气温将下降2 ℃~4 ℃。3月18~19日,受新一轮冷空气影响,我省大部分地区平均气温将下降4 ℃~6 ℃,局地气温将下降6 ℃~8 ℃。3月17日海北大部有小雪,3月18日海北北部有小雪,有7~8级偏北风,局地伴有沙尘天气(图18)。本月颗粒物浓度上升严重,按照国家总站的规定,沙尘天气的数据会剔除,不参与空气质量考核评价。

图18 全国空气污染气象预报图

4 下一步工作建议

4.1 加强施工工地扬尘污染治理。所有施工工地严格执行开复工验收有关规定,严格落实6个100%扬尘防控措施,气象部门预报四级及以上大风天气时,严禁土方开挖、回填等可能产生扬尘的施工作业。

4.2 加强散流体运输源头管理。各地区加强对施工现场等散流体运输源头的执法监管,开展为期1月的散流体运输车辆专项整治:在渣土车出入频繁地段分别设点,每周开展2~3次路检路查,2~3次突击夜查,对未达到密闭标准、带泥上路、沿途遗撒、泄露超载的散流体运输车依法查处;确保施工单位使用清单目录内合法合规车辆开展散流体运输;相关州直行业管理部门加大对建设项目、征收项目、州政项目等施工现场的巡查力度,督促施工单位严格落实相关管理措施。

4.3 对巡查发现问题及时督促整改(整改落实情况纳入月考核)。对辖区范围内建筑工地扬尘及裸地属地管理污染防治工作落实情况全面进行排查检查,确保建筑工地、裸土、渣土车拉运各项扬尘防控措施落实到位,切实减轻扬尘对全州空气质量的影响。

4.4 强化高污染燃料禁燃区管理。对现有高污染燃料禁燃区进行优化调整,明确禁燃区各区域的类别。禁燃区内要严格禁止销售、燃用高污染燃料,确保劣质散煤“清零”。

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