蓝天保卫战专家谈(5)丨扬尘是颗粒物的重要来源,应持续强化管控

2020-03-12

2020-03-12
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  大气重污染的成因来源与控制是社会热点问题之一。在春节和疫情管控期间,国家大气污染防治攻关联合中心深入分析重污染过程的特征和规律,为2020年打赢蓝天保卫战提供持续的科技支撑。国家大气污染防治攻关联合中心近日陆续推出系列专家解读,我们予以转发,进一步回应公众关切。本期邀请南开大学、中国环境科学研究院的专家就扬尘对大气污染的影响进行分析解读。
  1. 扬尘是大气颗粒物(PM10和PM2.5等)的重要来源之一
  按照我国《防治城市扬尘污染技术规范》(HJT393-2007),可以把扬尘源分为道路扬尘、施工扬尘、土壤扬尘与堆场扬尘四类。源清单研究结果表明,京津冀及周边“2+26”城市扬尘PM10排放量达170万吨/年,PM2.5达45万吨/年,其中道路和施工是大部分城市扬尘的主要来源,两者合计可占扬尘总排放量的80%以上。多年来的城市颗粒物源解析结果也表明,近年来扬尘虽然得到一定程度的控制,但大多数城市扬尘对PM2.5浓度的分担率仍有15%~25%。
  城市扬尘具有源强不确定、排放随机和排放位置、类型多样等特点。扬尘影响的大小程度主要受两方面因素影响,一是承载扬尘的载体(比如道路等)上存在颗粒物的量(比如道路积尘负荷等)及颗粒物的物理性质(比如含水率等),二是人类活动或自然力对其的扰动程度。积尘越多,扰动越大,扬尘影响就越严重。道路环境因有大量汽车行驶,人类活动十分剧烈,因此道路扬尘是最重要的扬尘源之一。但问题是我们的道路本身并不怎么产生颗粒物,而道路积尘在大多数道路上却很高,很多道路积尘达到10克/平方米以上,好的道路只有1-2克/平方米,甚至更低。那么道路上的积尘主要来源于哪里?多年的研究结果表明,道路积尘与施工工地的物料运输密切相关。施工工地除了因各类施工操作(尤其是动土操作)产生的扬尘污染外,更重要的还有其“长链条”排放,即一个施工工地会因其各类原材料、土方等物料运输抛洒造成大面积扬尘污染。因此,施工和道路是扬尘的重要来源,是城市扬尘管控的重点。
  2. 春节和疫情期间扬尘相关污染源活动水平变化状况
  基于物联网的工程机械大数据显示,2020年春节期间工程机械开工率平均值约为5%,2019年同期约为23%,工程机械开工率同比下降77%。2020年春节之后受疫情影响(正月初七至二十三)工程机械开工率并未像往年逐渐恢复到节前开工水平,而开工率保持在7%左右,直到正月二十四之后才有开始恢复的迹象。这说明,施工工程开工少了,施工扬尘的“直接来源”少了。
  2019、2020年春节期间工程机械开工率
  (来源:铁甲网-全国工程机械开工率滚动播报)
  此外,机动车流量也受疫情影响显著。2020年京津冀晋鲁豫六省客车及货车的断面交通量分别为去年的50%和53%。2019年正月初一至正月初七,断面交通量从低值快速增加,正月初七断面交通量已基本达到正常水平,而2020年同期断面交通量受疫情影响一直保持在较低水平。这说明路上的车少了,人为活动的扰动少了。
  2019、2020年春节期间断面交通量变化趋势
  (数据来源:交通运输部规划院)
  3. 今年春节期间颗粒物污染特征变化恰恰说明扬尘的影响
  春节及疫情期间,扬尘来源减少了,那么我们看一下相应的颗粒物污染特征的变化。对于“2+26”城市来说,2019年全年PM2.5/PM10比值平均为0.57,而2020年1月平均达到0.77,比2019年同期的0.7上升10%,春节和疫情期间更是上升到0.84,比2019年同期的0.61上升38%,个别城市在春节和疫情期间这一比例甚至达到0.9以上。
  我们知道,PM10与PM2.5是包含关系,二者的比例在一定程度上能够反映颗粒物污染的来源与特征。在我国300多个城市中,这一比例在0.3到0.8之间,一般来说城市扬尘管理水平较高的城市这一比例会比较高,通常在0.7左右,甚至可以达到0.8。城市扬尘管理水平不高或受风沙影响较大的城市这一比例比较低,可以到0.3左右。理论上,影响PM2.5/PM10比值的主要因素包括源类构成与气象因素,除静稳天气、高湿条件等气象因素影响之外,不同的源类来源的颗粒物,其粒径分布规律差异很大。比如扬尘排放中PM2.5大约只占5-10%,而机动车源排放的颗粒物可以认为都是PM2.5,工业企业有组织排放也以细颗粒物为主。也就是说颗粒物中细颗粒物的比例越高,粗颗粒物的比例越低,说明扬尘来源贡献越低。另一方面,部分城市的源解析结果表明2020年元月份扬尘对PM2.5的贡献率也只有5%,是平时状态的四分之一。因此,近期京津冀颗粒物污染特征的变化说明,春节和疫情期间社会活动的大幅降低减少了扬尘源对颗粒物的贡献,这对降低PM10浓度有明显作用,对于降低PM2.5浓度也有一定影响。
  4. 关于扬尘污染控制的建议
  与其它颗粒物来源相比,扬尘源防控的技术门槛不高,成本少、见效快,仍有较大的可控空间。但鉴于扬尘源的特点,目前还很难像其它源类管理那样有一套排放标准、监测规范、治理和评价等技术体系,所以实际工作中还存在不少困难,各地在实践中普遍存在一管就有效,一松就反弹的现象。
  我们认为扬尘防控工作中,管理是核心、落实是关键、基础设施是基石、制度是保障。首要的是要针对环卫工人、建筑工地工人、易产尘工业企业的一线工人和管理人员开展扬尘污染防治宣教和防治技术培训,使扬尘防治成为一线人员自发自觉的行为;二是要加大扬尘污染的全域防治力度,重点在城乡结合部,以城市建成区为标准,实施城乡裸露地面绿化,对城乡结合部、农村地区土路进行硬化处理;三要加强扬尘产生-运输-堆卸等环节的全流程管控,优化完善相关考核机制,建立公众监督机制;四要建立健全工程施工现场扬尘防治指标体系和常态化评估机制;五要依托先进技术手段,实现扬尘污染的在线监测监控,实现扬尘污染全方位管控。
  我国的大气污染从污染源管理,到总量管理,再到现在的质量管理,污染控制工作从单源类管理,到多源类管理,再到现在的多源类多污染物协同管理,污染防治走上综合化、精细化、科学化道路。扬尘防治也一样,我们不应只关注那些看得见的工地、土堆,我们需要坚定不移地走多污染物综合防治的路线,关注所有能产生扬尘的源,并针对工业、燃煤、机动车等污染源开展深入、精细的控制,最终实现空气质量全面达标的目标。

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