太原市夏季强化管控期空气质量改善效果评估_高雪莹.pdf

在中国共产党建党100周年之际，针对太原市持续的臭氧污染状况，太原市生态环境局重点加强了工业源、移动源、扬尘源等的管控，实现了管控期太原市空气质量大幅改善。通过观测数据及措施实施有效性的评估发现，太原市首要污染物O3以及SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10浓度明显下降，分别降低了25.1%、19.1%、18.5%、37.5%、34.2%和18.0%，TVOCs水平较管控前也有明显下降，降幅为14.1%，说明管控措施得力有效。炼焦、工业窑炉等工业企业及移动源的管控，是首要污染物O3、TVOCs和NO2降低、有效改善空气质量的关键。关键词空气质量管控效果评估太原市夏季中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：1672-9064(2023)03081040引言近年来，重要赛事及节日空气质量保障受到各机构及学者的广泛关注，其管控效果评估也成为诸多学者的研究热点1-4。2021年，太原市6项主要污染物中，仅O3同比上升，上升幅度为3.2%，且O3年超标达76 d5。太原市夏季臭氧污染问题，已成为影响环境空气质量达标的首要污染因子和制约环境空气质量持续改善的突出短板6-7。在中国共产党建党100周年之际，为保障“七一”期间空气质量，缓解臭氧持续超标，太原市生态环境局出台了针对空气质量改善的污染源管控调度令。本文旨在基于观测数据，评估强化管控下，太原市空气质量特别是首要污染物O3的改善效果，揭示各种减排措施对太原市大气环境质量的影响，以期为夏季空气质量改善提供科学指导与技术支持。1数据获取1.1气象数据气象数据包括温度、湿度、风速、平均总云量和降水量，通过国家气象科学数据中心（http：/ h（g/m3）、SO2（g/m3）、NO2（g/m3）、CO（mg/m3）、PM2.5（g/m3）和PM10（g/m3），通过中华人民共和国生态环境部全国城市空气质量实时发布平台获取（http：/106.37.208.233：20035/）。1.3VOCs数据太原市强化管控前和管控期间VOCs数据，源自太原科技大学大气臭氧污染成因研究团队，具体的采样、分析及质控方案见REN等7的研究。TROPOMI卫星甲醛柱数据，通过大气污染物垂直分布地基遥感网络获取。1.4夏季强化管控期管控措施太原市夏季强化管控措施包括加强工业源、移动源、扬尘源等的管控，管控时间为2021年6月30日0时至7月1日23时，具体措施源自太原市改善省城环境质量领导小组办公室、太原市细颗粒物和臭氧污染协同防控“一市一策”驻点跟踪研究项目团队。2基于观测数据及措施有效性的评估2.1气象条件概述2021年6月26日7月5日太原市气象条件变化情况见表1。太原市强化管控期间的气温基本保持稳定，平均气温在24.627.4；6月30日 的 平 均 湿 度 为10 d中 最 低，为48.4%；平均风速均为1.7 m/s，主导风向均为南风（图1）；平均总云量为24.4%25.0%，强化管控期间平均总云量为18.4%，明显低于强化管控前后的云量水平；强化管控期间出现了一次强降水。强化管控期间相对湿度较低，云量较少，有利于臭氧污染防治技术812023NO3ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK书书书表 摇太原市 年 月 日 月 日六参浓度变化情况日期 （）（）（）（）（）（）月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日图1强化管控前后及强化管控期间的风速风向图生成；但降雨量明显增加，对臭氧污染缓解起到了一定的作用。2.2常规监测污染物变化评估太原市2021年6月267月5日六参数浓度变化情况见表2。6月30日和7月1日，首要污染物为O3，均低于国家二级小时浓度限值标准（200 g/m3）。O3污染明显减轻，O3-8 h浓度分别为165 g/m3和156 g/m3。SO2和NO2的平均浓度为38 g/m3和44 g/m3，与管控前（6月26日至6月29日）相比，分别降低了25.5%和25.4%；与管控后（7月2日至7月5日）相比，分别下降了11.6%和12.0%，SO2和NO2的下降幅度基本一致。CO的平均浓度为0.54 mg/m3，与管控前后相比，分别降低了37.2%和26%。管控期间，太钢停产1条烧结机和1台高炉，美锦钢铁烧结、球团工序停产，燃煤电厂降负荷生产，焦化产业不出焦，炭黑企业减少生产线等一系列管控措施，大大降低了SO2、NO2和CO的一次排放。除工业企业调度外，NO2和CO浓度的显著降低还归功于对移动源的管控，包括停止非道路移动机械的使用，大宗物料禁运等。PM2.5的平均浓度为25 g/m3，与管控前后相比，分别降低了40.5%和16.7%，这与各类型污染排放源包括工业源、移动交通源的一次排放的降低有关。PM10的平均浓度为50 g/m3，与管控前后相比分别降低了25.4%和9.0%。针对扬尘源的一系列管控措施，包括施工工地需满足“六个百分百”方可施工，强化清扫保洁和开展喷雾降尘作业等取得了明显成效。2.3VOCs水平变化评估太原市强化管控前、中挥发性有机物（VOCs）各组分及主要单体化合物变化情况如图2所示。太原市总挥发性有机物（TVOCs）水 平 从 管 控 前 的125.29 g/m3降 低 到 管 控 期 的107.64 g/m3，降幅为14.1%。烯烃、C5以下低碳烷烃、芳香烃、卤 代 烃、醚 酯 类 和 醛 酮 类VOCs分 别 降 低38.4%、31.7%、59.9%、36.9%、26.0%、9.3%。具体表现为：烯烃、C7以下芳香烃的降低受益于钢铁、焦化及工业窑炉的管控；部分芳香烃、卤代烃、醚酯类的降低主要与83家涉VOCs企业停止生产和装卸作业以及油烟净化设备清洗有关；低分子烷烃及部分醛酮类的降低得益于中重型载货车辆的禁止通行。从源指示物来看（图2及表3），焦化源、工业窑炉指示物乙烷、乙烯、苯和萘分别降低28.8%、58.3%、57.1%、55.4%。其指示物对VOCs水平贡献最大，为31.8%，美锦、梗阳、亚鑫3家焦化企业的管控及烧结和炉窑停产，是太原市VOCs降低的关键。液化石油气（LPG）示踪物丙烷、正丁烷、异丁烷分别降低15.8%、51.2%、16.6%。中重型载货车辆禁止通行是太原市VOCs水平降低的另一个重要原因。机动车相关异戊烷、正戊烷、甲基叔丁基醚（MTBE）分别降低43.1%、23.8%、47.4%。得益于储油库、加油站禁止日间卸油、收油作业。溶剂使用相关行业指示物二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲苯、1，1-二氯乙烷、间+对甲基苯甲醛、1，2-二氯丙烷、丁酮的降幅均在48.8%以上，得益于涉VOCs行业错峰生产。此外，卫星遥感图显示（图3），管控期间甲醛柱的浓度明污染防治技术822023NO3.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK（下转第111页）书书书表 摇 重点管控行业排放源指示物 占比 管控措施企业名录焦化源、工业窑炉乙烷、乙烯、苯和萘 美锦、梗阳、亚鑫 家焦化企业从 月 日 时起 不出焦；烧结和炉窑停产；华阳新材料停产山西美锦华盛化工新材料有限公司、山西梗阳新能源有限公司、山西亚鑫新能科技有新公司 使用丙烷、正丁烷、异丁烷 机动车异戊烷、正戊烷、中重型载货车辆禁止公路运输；在高速环内实行交通管制，禁止中重型货车通行；储油库、加油站禁止日间卸油、收油作业溶剂使用相关行业二氯甲烷、，二氯乙烷、甲苯、，二氯乙烷、间 对甲基苯甲醛、，二氯丙烷、丁酮涉 行业错峰生产 家简易治理工艺的涉 企业图2强化管控前、中VOCs各组分及主要单体化合物变化情况图3强化管控前、中TROPOMI卫星甲醛柱浓度对比图（图片源自大气污染物垂直分布地基遥感网络）污染防治技术832023NO3.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK（上接第83页）显降低。这一方面是中重型货车和大宗物料车禁止通行，减少一次排放的直接效果；另一方面，3家重点焦化企业延长结焦时间来减少乙烯等高活性VOCs排放，减弱大气光化学反应，减少甲醛的二次生成的间接效果。3结论（1）管控措施下，太原市首要污染物O3以及SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10浓 度 分 别 降 低 了25.1%、19.1%、18.5%、37.5%、34.2%和18.0%。（2）O3是制约太原市夏季空气质量的首要污染物。保障太原市夏季空气质量的关键是有效遏制O3的生成。（3）管控期，O3关键前体物TVOCs的水平降幅为14.1%。从VOCs源指示物来看，焦化源、工业窑炉等工业源和移动源的管控是空气质量改善和污染物达标排放的关键。参考文献1赵盟.北京市奥运会期间大气污染物减排效果评估D.北京：清华大学，2009.2吴其重，王自发，李丽娜，等.北京奥运会空气质量保障方案京津冀地区措施评估J.气候与环境研究，2010，15（5）：662-672.3黄飞，黄子惠，吴丹，等.亚运限行与非限行对广州市区域空气质量影响的研究J.华南预防医学，2012，38（2）：69-74.4黄嫣旻，魏海萍，段玉森，等.上海世博会环境空气质量状况和原因分析J.中国环境监测，2013，29（5）：58-63.5赵云云.2021年太原市区优良天数224天 N/OL.山西青年报，2022-02-182023-01-23.http：/ 太原防治臭氧污染在发力EB/OL.（2021-06-29）2023-01-23.http：/ X，WEN Y P，HE Q S，et al.Higher contribution of cokingsources to ozone formation potential from volatile organic compoundsin summer in Taiyuan，ChinaJ.Atmospheric Pollution Research，2021，12（6）：101083.34WU T T，YANG G P，CAO J X，et al.Activation and adsorption mecha-nisms of methylene blue removal by porous biochar adsorbent 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