郑州市灰霾与PM2.5污染水平及火电排放源对大气环境的影响分析

郑州市作为河南省的省会,是中原城市群的中心,在全国的经济发展格局中具有承东启西、贯通南北的重要作用。郑州市是全国大气污染比较严重的城市之一,灰霾天气的经常性发生,影响到了居民的正常生活,对人体健康造成危害。探讨灰霾天气的成因,分析灰霾天气下大气颗粒物PM2.5的分布特征,刻不容缓。 本研究主要分两部分：(1)利用美国气象局(NOAA)公布的郑州站(57083)气象数据,对郑州市灰霾天气的发生特征进行了研究讨论；在郑州市西北工业区利用TEOM 1400a系列监测仪和大流量采样器对PM2.5进行了连续性的高分辨率PM2.5质量浓度监测,结合郑州市七个监测站点的常规观测数据,对大气颗粒物PM2.5的质量浓度分布特征进行了分析。(2)针对火电排放源,选择AERMOD模型系统,评估模拟火电排放源对大气环境质量状况的影响,并对电厂源的污染削减措施进行模拟预测,评估不同削减措施对于郑州市环境影响的改善效果。 通过分析研究,可以得到如下结论： (1)郑州市尘霾天气大致呈现逐年增多的趋势,特别是进入21世纪以后,灰霾的发生天数已达100天以上,灰霾天气的发生呈现大幅增长,开始出现中重度霾天气,重度霾天气发生在1～3天不等。尘霾天气中,70%左右为轻微霾；灰霾的发生几率秋冬较大,夏季最小,10月到次年1月灰霾发生率较高。灰霾的发生与PM2.5污染关系紧密,PM2.5质量浓度达150gg/m3以上时,易发生重度霾天气。 (2)PM2.5的污染水平严重超标,大气细粒子污染严重：2010-2011年郑州市工业区PM2.5质量浓度均值为76.1μg/m3,超出二级标准日数达41.2%。PM2.5的质量浓度呈现明显的季节变化,秋季最大,冬季次之。 (3)郑州市PM2.5与PM10的来源具有较好的一致性,80%的采样日期里,PM2.5与PM10的比值都在60%～80%之间；PM2.5污染呈现明显的双峰分布,受交通源贡献影响。 (4)郑州市基准年电厂满负荷运行时,NO2、PM2.5的日均最大浓度在某些地方有可能超过标准,特别是NO2的浓度分布,年均值超标现象也较明显,必须采取控制措施才能降低污染,达到不危害环境的目的。 (5)同等的电力负荷下,分别采用能源替代、技术改革获得的环境效益不同。改进效果：天然气替代最优,其次为技术改进,最后为降低电厂负荷。采取采取以天然气部分代替煤的方法,能够显著地降低SO2、NO2对于周围环境的影响。