长沙市2019年大气污染物人为源排放特征及变化分析
刘钢 赵芳
湖南省长沙生态环境监测中心
近年来，我国空气质量总体得到较大改善，但京津冀、长三角等区域的重污染天气仍时有发生,与此同时，城市大气臭氧污染问题也日渐突出[1-3]。这些大气污染问题会对我国人民群众的身体健康和社会经济发展产生负面影响。大气污染物排放源清单指各种排放源在一定时间跨度和空间区域内向大气中排放的大气污染物的量的集合,建立全面、准确的区域大气污染物排放信息对于识别区域复合大气污染源和开展区域大气污染控制都具有非常重要的意义[4-7]。多位学者虽已对大城市或特大城市开展了较多污染源排放清单研究工作［8-11］。因此，为摸清长沙市大气污染物排放情况，提升大气污染防治科学性和精准性，提高空气质量预报准确性，坚决打赢蓝天保卫战，按照《湖南省大气污染防治2018年度实施方案》文件要求及长沙市相关会议精神，长沙市启动了2017至2019年度大气污染源排放清单编制。
（一）研究区域及估算方法
本研究以2019年为基准年，包括长沙市所辖6个市辖区、3个县（市）。针对SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCS和NH39种污染物，参照国家清单编制指南，依据长沙市大气污染源特征和污染物产生机理及排放特征，按部门/行业、原料/产品、燃烧/工艺技术以及末端控制技术将每类排放源分为四级，逐级建立排放源的分类分级体系。第三级排放源重点识别排放量大、受燃烧/工艺技术影响显著的重点排放源。对于排放量受燃烧/工艺技术影响不大的燃料和产品，第三级层面不细分，在第二级下直接建立第四级分类。在指南分类的基础上，删除长沙本地不涉及的排放源，例如钢铁冶炼；
增加补充电子产品制造等的分类。大气污染源排放清单分类体系见表1。
表1 长沙市大气污染源排放清单分类体系Table 1 Classifi cation system of air pollutants emission inventory in Changsha
本研究参考国家环保部编制的《城市大气污染物排放清单编制工作手册》（中华人民共和国环境保护部，2015）及环保部颁发的各项清单编制指南，综合采用排放系数法和物料衡算法建立长沙市2019年人为源大气污染物排放清单。
（二）数据来源
活动水平数据主要来源于统计年鉴、环境统计（以下简称环统）、现场调研、遥感影像等。统计年鉴的数据主要用于面源活动水平数据获取及数据间的校核；
环统数据用于工业点源活动水平数据的获取；
现场调研补充完善环统数据库中缺失信息及数据间的校核；
高分遥感影像主要用于辨识裸土图斑及加油站、工业企业的具体位置及核实路网信息。本次研究使用的排放系数选取主要参考清单编制指南及技术手册的系数。
结合资料调研、部门调研、实地调研等方式，在2017年和2018年大气污染物排放源清单的基础上，进行重点工业企业的实地调查，更新大气污染源基础信息，主要包括活动水平和排放系数等相关数据，共纳入计算的涉气企业7064家，其中调查更新工业企业853家，其他企业数据进行面源补充更新，完成长沙市2019年活动水平数据库的建立，包括电力热力、工业锅炉、生活燃烧源、工业过程源、扬尘源、移动源、生物质燃烧源、非工业溶剂使用源、农业源、储存运输源、废弃物处理源、餐饮源共十二类一级排放源。
（一）排放源清单
测算结果显示，2019年长沙全市电力热力、工业锅炉、生活燃烧源、移动污染源（道路移动源和非道路移动源）、扬尘排放源、工业过程源、非工业溶剂使用源、储存运输源、农业污染源、生物质燃烧源、废弃物处理源和餐饮源等十二类人为源各类污染物的排放量分别为：SO2为0.6万吨、NOX为6.3万吨、CO为11.0万吨、PM10为5.4万吨、PM2.5为1.9万吨、BC为0.1万吨、OC为0.4万吨、VOCs为5.4万吨、NH3为2.9万吨。各类污染物排放总量详见表2。
表2 2019年长沙市大气污染源排放清单（单位：t/a）Table 2 Emission list of air pollution sources in Changsha in 2019 (unit: t/a)
（二）长沙市大气污染物排放特征
1.长沙市大气污染源排放贡献率分析
SO2的主要贡献源为工业锅炉，贡献率为41.0%；
NOx、CO的主要贡献源为道路移动源，贡献率分为55.1%、35.0%；
PM10和PM2.5的主要贡献源为扬尘源，贡献率分别为61.3%和42.6%；
BC的主要贡献源为非道路移动源，贡献率为35.4%，OC的主要贡献源为生物质燃烧源，贡献率为42.1%；
VOCs主要来自非工业溶剂使用源的排放，贡献率为36.9%；
NH3的主要贡献源为农业源，贡献率为88.3%。各类污染源对大气污染物的贡献率详见表3。
表3 长沙市2019年各类污染源对大气污染物的贡献率Table 3 Contribution rate of various pollution sources to air pollutants in Changsha in 2019
2.长沙市重点污染物排放情况
依据各源类活动水平调查数据，按照国家环保部颁发的各类污染源排放清单编制技术指南，采用排放系数法测算长沙市重点污染物的排放情况，详见表4。
表4 长沙市2019年重点污染物排放源占比Table 4 Proportion of key pollutant emission sources in Changsha in 2019
细颗粒物（PM2.5）排放量为1.9万吨，其中扬尘源排放占42.6%，工业过程源占19.8%，餐饮源占13.0%，生物质燃烧源占12.6%，非道路移动源占4.6%，道路移动源占3.4%，工业锅炉排放占2.0%，生活燃烧源占1.3%，电力热力生产排放占0.7%。扬尘源为PM2.5的第一大排放源。
可吸入颗粒物（PM10）排放量为5.4万吨，其中扬尘源排放占61.3%，工业源占22.2%，餐饮排放源占5.8%，生物质燃烧源占4.7%，工业锅炉排放占1.9%，非道路移动源占1.8%，道路移动源占1.3%，生活燃烧源占0.7%，电力热力生产排放占0.3%。扬尘源为PM10的第一大排放源。
氮氧化物（NOx）排放量为6.3万吨，其中道路移动源排放占55.1%，非道路移动源占25.4%，工业过程源占4.4%，工业锅炉占5.6%，电力热力生产排放占4.3%，生物质燃烧源占2.7%，生活燃烧源占2.5%。道路移动源为NOx的第一大排放源。
二氧化硫（SO2）排放量为0.6万吨，其中工业锅炉源排放占40.9%，工业过程源占21.7%，电力热力源占11.6%，生活燃烧源占10.6%，生物质燃烧源占7.8%，非道路移动源占5.6%，道路移动源占1.8%。工业锅炉源为SO2的第一大排放源。
挥发性有机物（VOCs）排放量为5.4万吨，其中非工业溶剂使用源排放占36.9%，工业过程源占21.6%，道路移动源占15.9%，储存运输源占7.4%，生物质燃烧源占5.9%，非道路移动源占5.9%，餐饮源占4.1%，电力热力生产排放占1.0%，生活燃烧源占0.6%，废弃物处理源排放占0.5%，工业锅炉排放占0.2%。非工业溶剂使用源为VOCs的第一大排放源。
氨（NH3）排放量为2.9万吨，其中农业污染源排放占88.3%，道路移动源占4.1%，废弃物处理源占3.5%，生物质燃烧源占1.6%，电力热力源占1.4%，工业过程源占1.1%。农业污染源为NH3的第一大排放源。
熟料、水泥和水泥制品产业，SO2、NOx主要来自于燃料燃烧以及熟料生产过程中的排放，其颗粒物主要来源于原料破碎、粉磨、搅拌等工序过程中产生的无组织粉尘。水泥和熟料为工业源颗粒物排放的最主要来源。
汽车制造产业，主要污染物为VOCs，其排放量为1865.9吨，占工业行业排放的15.1%。VOCs产污环节为涂胶、零件清洗、热处理、喷漆等、烘干工序。
涂料制造产业，主要污染物为VOCs，其排放量为1968.9吨，占工业行业排放的15.9%。VOCs主要产生于配料、混合搅拌、反应等过程中，特别是无组织VOCs的排放。
设备制造行业，主要污染物为VOCs，其排放量为1358.6吨，占工业行业排放的11.0%。主要产污环节有涂胶、零件清洗、热处理、喷漆等工序。
4.大气面源污染特征
机动车尾气排放的特征污染物有PM10、PM2.5、NOx和VOCs。重型柴油车排放的污染物主要有PM10、PM2.5、NOx。主要原因是当柴油货车载荷较重时，柴油与空气在发动机燃烧室内难以混合均匀，油气混合物在高温缺氧的条件下容易炭化形成炭烟，造成更多的炭黑颗粒排放。载客汽车排放的特征污染物为VOCs，主要是因为载客汽车的燃料是汽油，在怠速或低速或急加速的条件下会排放大量的VOCs，同时汽油车的蒸发排放也是VOCs的主要排放来源。
非道路移动机械排放的污染物主要以NOx和VOCs为主。其中，工程机械排放最大，对各污染物排放的贡献率在50%左右，其次是农业机械和船舶的排放贡献。非道路移动源中燃油品质是影响排放的关键因素。
施工工地扬尘和机动车道路扬尘是PM10和PM2.5的重要排放源。中心城区（芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区、望城区、长沙县、高新区、经济开发区）因建筑工地较多，主要以施工扬尘排放为主；
浏阳市和宁乡市的道路长度较长，非等级道路扬尘负荷较大，主要以道路扬尘排放为主。
（三）排放清单结果对比
2019年与2018年、2017年长沙市人为源大气污染源排放清单对比，详见表5，从各污染物排放总量来看，长沙市2019年各污染物排放总量较2018年均有所下降，其中SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的下降比例分别为45.5%、4.5%、11.5%、17.4%、10.0%和6.5%。2019年较2017年SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的下降比例分别为57.1%、4.5%、23.9%、29.6%、15.6%和3.3%。
表5 三年排放清单结果对比（单位:万吨）Table 5 Comparison of emission inventory results in three years (unit: 10000 tons)
长沙市2019年人为源SO2、NOX、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCs、NH3为排放总量分别为0.6万吨、6.3万吨、11.0万吨、5.4万吨、1.9万吨、0.1万吨、0.4万吨、5.4万吨、2.9万吨。
从污染物的贡献率来看，SO2的主要贡献源为工业锅炉，贡献率为41.0%；
NOx、CO的主要贡献源为道路移动源，贡献率分为55.1%、35.0%；
PM10和PM2.5的主要贡献源为扬尘源，贡献率分别为61.3%和42.6%；
BC的主要贡献源为非道路移动源，贡献率为35.4%，OC的主要贡献源为生物质燃烧源，贡献率为42.1%；
VOCs主要来自非工业溶剂使用源的排放，贡献率为36.9%；
NH3的主要贡献源为农业源，贡献率为88.3%。
从时间变化来看，长沙市大气污染物排放总量逐年下降，2019年较2017年主要污染物SO2、NOx、PM10、PM2.5、VOCs和NH3的分别下降57.1%、4.5%、23.9%、29.6%、15.6%和3.3%。
猜你喜欢 工业锅炉污染源贡献率 工业锅炉检验中相关裂纹问题的检测及其解决措施商品与质量(2021年43期)2022-01-18气相色谱法测定固定污染源有组织废气中的苯系物环境保护与循环经济(2021年7期)2021-11-02陆良县档案局认真做好第二次全国污染源普查档案验收指导工作云南档案(2020年4期)2020-12-06持续推进固定污染源排污许可管理全覆盖环境影响评价(2020年2期)2020-12-02一种通用的装备体系贡献率评估框架军事运筹与系统工程(2020年2期)2020-11-16工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策科学咨询(2020年14期)2020-01-07工业锅炉标准规范数据库管理系统实现中国特种设备安全(2019年1期)2019-03-13在用工业锅炉的化学清洗及腐蚀防止消费导刊(2018年10期)2018-08-20试论污染源自动监测系统在环境保护工作中的应用电子制作(2018年12期)2018-08-01关于装备体系贡献率研究的几点思考军事运筹与系统工程(2018年3期)2018-03-26