天津市大气环境质量变化分析及对策研究

郑 媛

（天津市环境影响评价中心 天津 300191）

从产业革命开始，由于人类将大量的污染物排放到大气层中，致使大气质量严重下降，对人类本身及全球生态环境都产生了恶劣的影响。如英国伦敦烟雾、美国洛杉矶光化学烟雾、日本“四日病”等事件[1]。我国是一个发展中国家，近年来随着城市化进程的加快和经济的飞速发展，城市大气污染已成为制约发展的一大挑战，也是全国上下高度关注的一个问题。如何防治城市大气污染，减少大气污染对城市发展的制约，是当今城市环境保护亟待解决且紧迫的问题。

天津地处北温带，位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流支配，属温带季风性气候，四季分明。天津也是我国第三大城市，是北方最大的沿海开放城市，也是近代工业的发源地。

2013年，天津市制定了《美丽天津建设纲要》，启动实施“美丽天津·一号工程”建设，从解决影响群众生活质量的突出环境问题入手，实施清新空气等举措，全市空气质量达标天数为145天，但与2012年的305天相比下降了110%，大气环境形势严峻。

1 天津市大气环境现状

1.1 主要污染物均值

图1 2004-2013 年天津及全国大气主要污染物（均值）情况

从2004-2013年的10年天津市主要污染物变化来看，总体城市空气质量保持良好。其中，2013年全市环境质量主要指标保持基本稳定，空气质量达标天数为145天，占全年的40%。全市SO2年平均浓度为0.059mg/m3，低于年平均浓度标准（0.060mg/m3）；NO2年平均浓度为0.054mg/m3，超过年平均浓度标准（0.040 mg/m3）0.4倍；PM10年平均浓度为0.150mg/m3，超过年均浓度标准（0.070mg/m3）1.1倍；PM2.5年平均浓度为0.096mg/m3，超过年平均标准（0.035mg/m3）1.7倍。全市大气降水年平均pH值为5.90，酸雨频率为4.8%。全市SO2、NO2多年变化呈现明显下降趋势，近两年出现小幅回升，PM10多年变化呈现显著下降趋势，但2013年明显上升。

与10年前的2004年相比，NO2浓度和PM10均明显上升了，NO2浓度由2004年的0.052mg/m3上升到了2013年的0.059 mg/m3，上升了13.46%；PM10浓度由2004年的0.111mg/m3上升到了2013年的0.150mg/m3，上升了35.14%；SO2则出现了大幅下降，由2004年的0.073mg/m3下降到了2013年的0.054mg/m3，下降了26.03%。而且天津市大气污染物种的SO2、NO2、PM10浓度始终高于全国重点区域的平均水平，大气环境现状不容乐观。

1.2 二氧化硫排放量

图2 2004-2013 年天津市二氧化硫排放量

从2004-2013年的10年天津市SO2排放量变化来看，除了2005年较上一年度答大幅上升外，其余年份都呈现出下降态势。由2004年的22.75万t的年排放量下降到了2013年的21.68万吨，下降了4.7%。

1.3 环境空气质量空间分布

2013年全市环境空气质量无显著空间差异。位于北部山区和东南部沿海地区的PM2.5浓度略低于其他区域，PM2.5在西南部和东北区域污染较重，SO2在中心城区和东北地区污染状况略重于其他区域，NO2在西部区域污染状况略重于其他区域。

1.4 各区县空气环境质量情况

2013年各区县环境空气中PM2.5年平均浓度范围在0.087-0.107mg/m3，均未达到国家标准；SO2年平均浓度范围在0.040-0.070mg/m3，南开区、东丽区、红桥区、河西区、和平区、宁河县、河东区未达到国家标准，其余区县均达到国家标准；NO2年平均浓度范围在0.035-0.061mg/m3，除蓟县外，其他区县均未达到国家标准；PM10年平均浓度范围在0.138-0.171mg/m3，各区县均未达到国家标准。

2 大气主要污染物危害及防治对策

2.1 二氧化硫（SO2）

2.1.1SO2来源及危害

SO2是当前人类面临的主要大气污染物之一，也是反映大气环境状况的主要检测物之一。根据其来源来看，其污染源主要来自天然污染和人为污染（见表1）。其中，天然污染源由于在环境中产生的量较少，容易被稀释和净化而对环境危害不大；真正对大气环境构成威胁的恰恰是人为的污染源，主要是因为这一类污染源产生的相对集中、浓度高、量大。SO2达到一定浓度时会对人类健康、建筑物以及生态环境造成一定危害。其中，对于人类健康的危害主要表现在引起各种呼吸器官疾病；对建筑物的损害主要表现在SO2容易导致酸雨的发生，腐蚀建筑物。

表1 SO2 天然污染源和人为污染源特点比较[2]

2.1.2 SO2防治

SO2污染源来源较为复杂，因此，防治SO2污染的举措不能单从排放处入手，而应采取多方联动：天津是工业大市，也是能源消耗型城市，因此首先应该做好城市能源结构调整，加强新型清洁型能源使用比例，减少煤炭等资源消耗；其次是加大宣传，加强基础设施建设，严控城市居民生活中二氧化硫排放量，大力推广市民积极使用燃气、电等清洁能源；再次是加快淘汰更新辖区内工业企业中容易产生SO2污染的生产设备和工艺，加强生产过程中硫的回收率；第四是进一步完善全市热力网建设，采取集中供热措施；第五是政府要制定出台相关的鼓励政策，做好引导。

2.2 氮氧化物（NOX）

2.2.1 NOX来源及危害

大气污染过程中产生的氮氧化合物主要来自工业污染、生活污染、交通污染三个方面[3]。其中，工业污染主要是由于一些工业企业（如石油化工企业）在燃烧化石燃料过程中排放的气体或者锅炉、窑炉排放的废物中含有大量的氮氧化物；生活污染则主要是城镇居民以及服务性行业在取暖、沐浴等过程中燃烧的矿物质燃料向大气排放的各种氮氧化物；交通污染则主要来自汽车、轮船以及飞机的尾气。氮氧化物对人类危害最大的当属一氧化碳和二氧化碳。可以对人体造成病变，影响生物生长；此外，大气中的氮氧化物与碳氢化合物在阳光照射下会发生光化学反应，生成O3、高活性自由基以及醛酮等污染物，形成光化学烟雾，这种烟雾对人类危害甚大，可以随着气流连绵漂移数百公里，对此区域中的生物会造成较大破坏。

2.2.2 NOX防治

大气中的氮氧化物的防治同样也是一个复杂而系统性的工程，需要各个部门和机构协同起来才能实现有效的管控和治理。将城市的发展规划与全市的工业发展布局乃至产业结构等充分考虑进来，形成防治合力才能取得实效。根据氮氧化物产生的原因来进行的防治。首先是对天津市内的一些大型化工厂、炼油厂等潜在氮氧化物产生量较大的企业进行更加严格的管理，必要的时候要搬离市区，要求企业加大资金投入和科技投入，对现有落后技术和产能进行改进，加大烟气净化技术推广力度；其次是加快旧车淘汰步伐，加装防污染物排放设备。截止2013年底，天津市机动车保有量超过了240万辆，除了提高燃料标准，大力推广燃气机车的普及率，以无铅汽油以替代有铅汽油等之外，还需要大力发展公共交通，加快黄标车淘汰力度，鼓励市民绿色出行；再次是设计科学的燃烧反应器，改进现有燃烧设备；最后是加大氮氧化物排放的监管力度等等。

2.3 可吸入颗粒物（PM10）

2.3.1 PM10来源及危害

近年来，我国大气污染日益严重，可吸入颗粒物已成为京津冀等城市上空的主要污染物之一。就其污染源来说，大体可以分为天然来源和人为来源。其中天然来源主要有地面扬尘、森林火灾灰、沙尘暴等等；而人为来源则主要表现在生产、建筑和运输过程中产生的如煤烟尘、飞灰、建筑尘以及冶炼尘以及汽车尾气排放的卤化铅凝聚形成的颗粒物等等。大气颗粒物对环境的危害极大，轻者污染建筑物表面，影响市容市貌，重者对能见度、温度都有影响；而且可吸入颗粒物浓度增加还会与疾病的发病率、死亡率密切相关，尤其是呼吸系统疾病及心肺疾病[4]。

2.3.2 PM10防治

多年来天津市可吸入颗粒物浓度一直呈现下降态势，但2013年有了较大幅度的上升，这不得不引起重视。纵观可吸入颗粒物来源来看，呈现出多污染源叠加的复合型污染特征。一是扬尘源，如土壤风沙尘、建筑物水泥尘、道路扬尘等等；二是煤烟尘，我国煤烟尘对PM10的年均贡献在15%-30%，中小城市的贡献尤为突出，煤烟尘污染呈现明显的冬高夏低的季节变化，采暖期和非采暖期煤烟尘占PM10的比例分别为5%-30%和20%-45%[5]。为此，天津市应该加大能源结构调整力度，加快对市区内重点污染企业先进生产工艺的更新换代步伐，重点要求各建筑施工企业做好防尘降尘举措，改善施工环境，推行绿色施工，加大道路洒水面积和频次，减少道路交通扬尘。增加城市内的公共绿化面积。

[1]於坛春,许宁,陈逊.等.近年城市大气环境污染成因及控制途径概论[J]中国卫生工程学，2006,5（3）：180-183.

[2]熊云威.我国SO2污染危害及其治理技术的进展[J]矿业安全与环保,2000,27(增刊):37-40.

[3]杨宗鑫,王兵,林孟雄.等.大气污染过程中氮氧化合物对大气的危害及防治[J]内蒙古石油化工，2008（21）：24-26.

[4]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.

[5]胡敏,唐倩,彭剑飞.等.我国大气颗粒物来源及特征分析[J]环境与可持续发展，2011(5):15-19.