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董黎
（綿陽市安州區環境保護監測站，四川綿陽622651）
摘要：結合綿陽市安州區氣象條件和已有的大氣環境監測數據，本文探討了采用直燃生物質鍋爐進行集中供暖項目對城市建成區大氣環境質量的影響。根據項目鍋爐相關參數進行了測算，結合燃生物質鍋爐和燃天然氣鍋爐產排污數據比較可知，直燃生物質鍋爐的運行對城區可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮的濃度貢獻最大，3項污染物濃度可分別上升35.8%，51.5%，41.4%，燃生物質鍋爐產生的污染物會造成城區灰霾天氣加重，影響城區景觀視覺，加之城區常年主導風向為西北風和北風，對下風方向包括學校醫院在內的敏感人群密集區的大氣環境質量造成影響。
0引言
綿陽市安州區地處四川盆地西北部，位于綿陽市的西南方向，西北部與龍門山脈接壤，地勢較高，山脊海拔一般在1000~2500m之間，形成了在安昌河和雎水河兩岸以黃土、花荄、界牌、塔水、秀水等鎮為平壩，河岸平壩兩側及秀水河以東地區為丘陵，西北部以低中山為屏障的地理特點。社會經濟的發展帶動產業結構調整，促使城鎮化不斷推進，城區的規模也在不斷擴大，目前安州區城市建成區規劃面積13k㎡，人口約15萬。根據社會經濟發展需要和地理位置特點，規劃了黃土-花荄-界牌15k㎡產業帶，依托產業帶建設的省級工業園，基本形成了以汽配機械為主導產業，電子信息、醫藥食品、精細化工為綜合配套產業的產業集群，目前園區已入駐工業項目近百個。為了適應經濟由高速發展轉向高質量發展的要求，發展經濟的同時保護好環境，節約能源，提高資源的綜合利用效率，工業園區計劃引進生物質集中供熱項目，采用2臺45蒸噸水冷振動復合爐排直燃秸稈鍋爐為園區企業集中供應熱源，鍋爐燃料采用稻殼、樹皮、廢舊建筑模板、酒糟、砂光粉、竹渣、秸桿等為原料進行直接燃燒，生產蒸汽。
本文以安州的氣象條件和該地區目前的大氣環境監測數據為基礎，結合生物質鍋爐和天然氣鍋爐產排污數據，從生物質燃料的特征、生物質鍋爐產生的大氣污染物濃度貢獻、城市建成區大氣環境的承載能力等方面對園區采用直燃生物質鍋爐集中供熱對該地區城市建成區大氣環境質量的影響進行了探討分析，為進一步優化城區環境空氣質量提供數據和技術支持，同時，探討了提高城市建成區大氣環境質量的對策。
1城區的大氣環境質量現狀
根據自動監測站環境空氣質量監測數據，2014年安州區城區PM10、二氧化硫、二氧化氮三項主污染物年均濃度列于表1，從表1可以看出，主要的環境空氣質量指標已達到環境空氣質量二級標準要求。
2燃生物質鍋爐對城市建成區環境的影響
2.1直燃生物質燃料是環境高污染燃料
生物質鍋爐在生態學意義上具有零排放的特點，其廢氣、硫、硝等大氣污染物的排放量比傳統燃煤鍋爐要小[1-3]，但是生物質燃料不等同于具有環保特征的生物質成型燃料[4，5]，采用直接燃用秸稈、鋸末、稻殼等廢棄物作為生物質燃料，根據國家《關于劃分高污染燃料的規定》，直燃生物質燃料是一種高污染燃料，鍋爐運行期間會產生大量的煙粉塵，對大氣環境造成污染，所燃用高污染燃料的蒸汽鍋爐也是高污染燃料設備[6]。因此，采用生物質鍋爐集中供熱產生的環境效益和經濟成本需進行綜合考慮。
2.2生物質集中供熱煙氣排放是影響城區大氣環境質量的關鍵
2.2.1地區氣象環境情況 圖1是根據氣象部門統計數據繪制的安州區全年風玫瑰圖。從圖1可以看出，城區常年的主導風向為西北風和北風。
目前，對縣區空氣環境質量考核指標主要涉及可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫、氮氧化物三項指標，其中重點是顆粒物指標的改善率。由于工業園區與城區已形成產城一體結構，工業園區與城區緊密接合。生物質集中供熱項目選址位于建成區的主導風向上風向，其生產過程中所排放的煙氣污染物通過擴散影響整個城區，見圖2。
2.2.2集中供熱生物質鍋爐運行污染物對城區大氣環
境的影響結合集中供熱燃生物質鍋爐運行的相關參數和安州近年的大氣環境空氣質量數據，按《環境影響評價技術導則—大氣環境》HJ2.2-2008中SCREEN3模式進行篩選計算，繪制了項目排放顆粒物濃度分布示意圖，如圖3所示。直燃生物質鍋爐集中供熱項目建成運行，對城區可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮的濃度貢獻最大，3項污染物濃度分別上升35.8%，51.5%，41.4%。成為影響城區大氣環境質量的關鍵因素。
按照生物質燃料鍋爐集中供熱項目運行參數進行測算，正常生產時，鍋爐下方向煙氣中可吸入顆粒物影響的最遠距離可達3500m，落地濃度為0.052mg·m-3，疊加上現狀值，顆粒物濃度會上升30%以上。下方向煙氣中二氧化硫影響較大的最遠距離3500m，落地濃度為0.052mg·m-3，疊加上現狀值，二氧化硫最高濃度會上升50%以上。鍋爐下方向煙氣中二氧化氮影響較大的最遠距離3000m，落地濃度為0.028mg·m-3，疊加上現狀值，二氧化氮最高濃度會上升40%左右。若項目鍋爐發生非正常排放時，最大落地最遠距離可達1500m，濃度高可達0.706mg·m-3，超過國家標準7倍左右。
2.3加重灰霾天氣，影響人群健康
參考污染普查系數手冊，燃生物質鍋爐和燃天然氣鍋爐主要污染物系數見表2。從表可知，燃天然氣鍋爐基本不產生顆粒物，同樣熱值的情況下，氮氧化物和二氧化硫的排放量也遠遠小于燃生物質鍋爐。
2016年新的環境空氣質量標準，增加細顆粒物（PM2.5），年均值標準為0.035mg·m-3。從表3可以看出，與燃氣、燃煤鍋爐相比較，燃生物質鍋爐會產生大量的顆粒物，安州區受地理條件和氣象條件制約，城區大氣環境承載能力有限，直接燃燒生物質其揮發分含量在65%-86%，與含揮發分35%左右的煤相比，產生的煙霧也大于煤[7，8]，通過高空排放后，擴散至城區，其中含有導致灰霾產生PM2.5等細小顆粒物，極易產生灰霾天氣。
從圖4可以看出，下風方向城區600m~1000m左右有職業中學，小學，實驗中學，婦幼保健院、疾控中心、養老福利院等環境敏感點，項目所排放的煙氣顆粒物最大落-地濃度恰好在此區域內，大氣環境質量的變化極易加重影響抵抗力弱的敏感人群。同時在不利的天氣下，加上城區兩面地勢高，中間低的地理環境，形成灰霾天氣不易散去，影響居民身體健康。
2.4影響城區景觀視覺整體形象
據了解生物質集中供熱項目擬建設45m高的煙囪，直徑2m，生產時排放大量高溫氣體，在氣溫低的天氣條件下，遇冷空氣易產生大量煙霧，加上煙氣抬升作用，在幾十米高空形成煙霧繚繞，影響城市整體景觀視覺形象。
2.5生物質燃料鍋爐運行過程中的環保問題
生物質燃料鍋爐使用的生物質燃料其成份復雜，熱值波動較大，熱值較低，同時易結渣積灰，需要定期清灰，否則實際熱效率會大幅度降低[9]，因此生物質燃料鍋爐運行過程中極易存在摻燒其他高污染燃料等現象，如摻燒煤粉以提高熱值的問題。同時也可能不僅僅利用純的農林剩余物，而摻雜了一些廢舊家具、建筑模板、垃圾等，這些物質的燃燒會產生大量的大氣環境污染物，這就增加了環保管控風險，產生新的環保問題。
3提高城市建成區大氣環境質量的對策及建議
3.1合理布局新建項目
根據地區地理環境和氣象條件考慮，項目的選址應充分考慮風向因素，避免在建成區的上風向建設產生對大氣污染的項目。同時優化工業布局，各部門聯合把關，對不符合產業政策，污染物排放量大的項目嚴格把關，嚴格落實工業園區進入范圍，減少影響城市建成區大氣環境污染物的產生。
3.2劃定高污染燃禁燃區
為防治灰霾污染，改善環境空氣質量，保障公眾健康，依據國家相關要求在城市建成區及近郊劃定高污染禁燃區，禁燃區禁止使用、銷售高污染燃料，禁燃區不得新建、改建、擴建任何燃用高污染燃料的設備。將城區及工業園區劃為高污染燃料禁燃區，采取拆除、改建、清潔能源替代等措施，全面淘汰建成區內燃煤鍋爐，以減少污染物排放總量，防止灰霾天氣產生。
3.3加強監測，落實減排
在城區建設空氣質量自動監測微站，實現城區空氣質量監測全覆蓋。城區以網格劃分，加強空氣質量考核，各網格責任單位要落實監管責任，住建、城管、交通等部門要按照職責做好建筑施工揚塵、道路揚塵、機動車排放等減排措施的落實。環保部門加強對園區工業企業污染的監管，形成齊抓共管的良好局面。
4結論
綜上所述，如果以直燃生物質鍋爐進行集中供暖，從環境影響的角度來看，其產生的PM10、二氧化硫及氮氧化物的排放量可能會顯著增加，對城市大氣環境可能產生不利影響，因此對于其環境影響的評價，必須充分考慮所用的生物質能源原料的來源及成分、燃燒方式、尾氣處理設施等，并對項目進行充分的和謹慎的論證，尤其不能以犧牲環境效益來換取經濟效益，否則，對于建成區的大氣環境將造成重大的影響。
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