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丰台花园空气质量自动监测子站氮氧化物变化趋势及污染控制措

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摘 要:随着机动车保有量的不断增加,氮氧化物污染问题日益突出。本文以丰台花园子站2010年-2013年的氮氧化物监测数据为基础,对氮氧化物浓度变化趋势进行分析,并指出应对措施。

关键词:氮氧化物;变化趋势;应对措施

随着经济社会的快速发展以及人们环境保护意识的不断增强,社会各界对环境质量的关注程度也不断加大。丰台区作为北京市城市功能拓展区,近年来环境保护工作取得了一定成效,但是空气质量改善仍然面临严峻的形式。在机动车总数持续增长的新形势下,汽车尾气排放成为影响空气质量的主要污染源。燃油汽车在行驶中排放的尾气当中,氮氧化物占30%以上,机动车等流动源增加造成的氮氧化物污染问题日益突出。2012年2月,环境保护部颁布了新的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012),北京市作为首都率先实施新标准。新标准规定二氧化氮的年平均浓度较旧标准更加严格,氮氧化物治理达标的难度进一步加大。

氮氧化物来源于煤炭、油品和天然气等燃烧过程。最大来源是机动车和非道路燃油机械,其排放量占北京市总排放量的52.7%;其次是供热采暖和工业,各占总排放量的16.5%,燃煤、燃气电厂排放占总排放量的14.3%。氮氧化物包括多种化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,形成硝酸盐气溶胶,导致能见度下降,出现灰霾现象。

丰台花园子站是丰台区列入市控考核空气质量子站之一,位于丰台花园内,北侧是丰台北路,西侧是西四环南路高架桥,南侧是近园路,东侧是庄维花园小区。本文以丰台花园子站2010年-2013年的氮氧化物监测数据及历年采取的应对措施为基础,对氮氧化物浓度变化趋势进行分析,并指出新形势下的应对措施。

1 氮氧化物的时间变化趋势

(一)氮氧化物浓度年变化趋势

2011年至2013年丰台花园子站氮氧化物年均浓度较上年同比变化率分别为19.6%、8.2%、6.2%。由此可见,燃煤锅炉改造、烟气脱硝、小客车摇号政策和限行措施等大气污染控制措施的实施,有效地减缓了氮氧化物浓度的增幅。

(二)氮氧化物浓度月变化趋势

空气污染特征主要由污染源排放规律和气象变化规律所决定。丰台区多年空气质量监测结果表明,氮氧化物浓度冬季较高,夏季较轻的年变化规律十分明显。2010年-2012年氮氧化物平均浓度变化季节性变化显著,详见图1年呈“U”型变化趋势。采暖季节11月至次年3月显著增高,非采暖季节明显下降。由于丰台区地处华北大平原北部,西北靠山,冬季受高纬度内陆季风影响,以西北风为主,寒冷干燥,污染物不易扩散,秋冬两季污染严重;夏季受海洋季风影响,以西南风为主,高温多雨,是典型的暖温带半湿润季风型气候,有利于污染物的扩散,春夏两季污染较轻。

图1 2010年-2012年丰台花园子站氮氧化物月平均浓度变化图

图2 丰台花园子站周边9公里生态环境遥感图

由图2可以看出,丰台花园子站周边9公里范围内楼房区占55%;绿地和水体面积仅占6%,此类生态环境更加不利于氮氧化物的扩散。

(三)氮氧化物浓度日变化趋势

从图3丰台花园子站氮氧化物小时浓度呈明显的双峰双谷型变化趋势详见图3。这与氮氧化物排放源的活动水平和日气象条件变化密切相关。从气象日变化来看,北京盛行地形风,风向早晨南转北,下午北转南;夜间易形成逆温,午后气温达到最高时对垂直对流有利,综合来看,午后水平与垂直扩散条件均较有利,是一天中浓度最低的时段。从排放来看,丰台花园子站西侧的西四环路,北侧的丰北路,全天车流量较大,早晚上下班车流量达到18198辆/小时,是机动车污染排放的高峰期,氮氧化物同步出现污染浓度的高峰,叠加气象条件变化则呈现上午和傍晚出现两次高值。夜间货运交通对空气质量也有明显的影响,使夜间2:00至3:00 氮氧化物浓度处于较高水平。

图3丰台花园子站氮氧化物浓度日变化趋势图

2 历年采取的应对措施

(一)压减燃煤。全年实施燃煤锅炉改造1218蒸吨,并通过采取优质无烟煤订购、煤改电、液化石油气罐配送、“五个一批”工程等方式,累计压减燃煤35.2万吨。

(二)控车减油。累计淘汰老旧机动车7万余辆,完成全年计划4.5万辆的155%;更新纯电动环卫车215辆、个体出租车21辆、建筑垃圾运输车395辆;公共自行车服务系统建设工作已基本完成,即将新增2000辆公共自行车投入使用;全年租还车215万次,共办理一卡通1万余张,累计消费46万元。

(三)治污减排。严格执行《丰台区禁止和限制新增产业的目录》要求, 控制“两多三高”新增业态,已完成对40家工业污染企业调整退出的年度任务;全年拒批不符合环保要求企业295家,其中对3家无手续、无资质的搅拌站实现关停。截至目前,已完成结构调整项目108项,预计可削减挥发性有机物199.61吨,共征收排污费1678万元。

(四)严格执法。自今年年初开展大气污染防治专项整治行动以来,对重点检查严重影响大气环境质量的餐饮、工地、汽修、家具等行业污染源,对存在的大气环境违法行为发现一起、查处一起、解决一起,对屡查屡犯、恶意违法、逾期不改的要加倍处罚、罚无上限,共检查单位561家,发现问题89家,对14家严重违反大气环境违法行为的单位处罚计36.5万元,并对25家典型案例进行了曝光,,处理各类环境信访1699件,办理人大建议、政协提案6件,维护了区域群众的环境权益。

(五)清洁降尘。辖区内86家符合安装要求的建筑工地已全部安装自动监控探头(共计125台),通视率达100%;98%土方施工工地已安装和使用洗轮机、防尘墩等清洁设备,工地达标率达到95.4%;道路清扫保洁共计1400万平方米、其中冲刷1123万平方米、喷雾降尘317万平方米;植树造林3520亩,栽植乔、灌木共计13.8万株。

3 丰台花园子站氮氧化物控制应对措施

(一)开展交通微循环系统试点工作。在丰台花园子站北侧丰北路周边开展试点工作,均衡路网流量,缓解交通压力、提高道路运行效率,减少因拥堵造成的机动车尾气排放污染。

(二)加快淘汰高排放老旧机动车,促进机动车结构调整和污染减排,积极推广新能源车和清洁能源车,严格在用车监管。扩大黄标车禁行范围、增加尾气排放检测频次、加强行业管理和加大执法检查力度等措施。到2015年底淘汰区域内全部黄标车,鼓励更换混合动力汽车和小排量客车,到2017年淘汰老旧机动车11.6万辆。2014年起,新增和更新的汽油出租车全部执行更严格的强制报废标准。鼓励出租车更换三元催化器,更换周期最长不超过两年。配合做好加气站、充电站(桩)等配套设施建设,满足车辆发展需求。加大对在用车辆的尾气排放抽查力度,强化路检和入户抽查,重点监管夜间行驶的柴油货运车和渣土车,每年抽查机动车尾气排放34.2万辆以上。加大对辖区汽车维修企业监管。

(三)加强油品质量监管。强化对油品质量、车用汽油清净性、车用氮氧化物还原剂的监管。开展辖区5000吨以上加油站油气回收在线监控改造工程。定期抽测,严厉打击非法生产、销售不合格油品的行为。

(四)严格非道路动力机械排放标准。新增非道路动力机械必须达到第三阶段排放标准;2015年1月起,新增非道路动力机械必须达到第四阶段排放标准。对达不到排放标准的非道路动力机械,依法禁止销售和使用。

(五)全面完成燃煤锅炉清洁能源改造和大型燃气锅炉废气改造。到2015年,全部完成剩余2142 蒸吨燃煤锅炉清洁能源改造工程,实现区域内无燃煤锅炉。对大型燃气锅炉加装烟气脱硝系统,削减80%~90%的氮氧化物。

(六)增加子站周边的绿化覆盖率。逐年增加在子站周边9公里范围内的绿化覆盖率。

(七)提高环境监测和监管能力。按照增能力、提效能的原则,加强区级环境监测和监管能力建设,合理增设机构编制,增加仪器装备,加强对大气污染防治政策研究的支持。加强环境监测、信息、应急、监察等能力建设力度,确保到2015年达到标准化建设要求。

(八)建立基层环保队伍。认真落实街道办事处、乡镇政府的环保职责,加强基层环保体制机制建设,健全基层环保监管力量。对21个街乡镇、302个社区和65个村实行网格化管理,将露天烧烤、扬尘污染等环保专项行动任务进行分解落实,明确专人负责和完成任务的要求、标准,做到人员、责任、内容、标准四落实,发挥街乡镇、社区村属地管理责任,主动做好环境污染纠纷的调解工作,解决执法能力弱、群众环保意识薄、监管难度大、业务能力不够等问题。

综上所述,结合历年采取的应对措施以及新形势下采取的应对措施,可以减缓氮氧化物排放量,减轻北京市灰霾现象的发生。

参考文献

[1]北京市2013-2017年清洁空气行动计划

[2]杨小梅,王玉杰,申严科 北京风景区周边采石场生态重建模式探讨—以北京市丰台区千灵山为例 能源与环境2009(06)

[3] 益伟锋,胡军,周吉峙,钱光人 不同年限机动车的尾气污染排放现状与缓解对策 环境科学与技术 2009(12)

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