(西乡县环境监测站,陕西 西乡 723500)
摘要:秸秆焚烧会造成空气污染,影响到人们的身体健康,近年来实施禁烧政策成效显著,但出现了病虫害增加、禁烧矛盾显著等问题,在秸秆综合利用尚未完全建成前,实施秸秆有序焚烧可有效缓解上述问题,经测算西乡县在限制焚烧区开展有序焚烧,两处环境空气自动监测站浓度夏季可控制在13.72~38.07ug/m3,秋季可控制在11.12~53.85ug/m3,占标率为14.83%~71.8%,对环境空气影响可接受,有序焚烧秸秆值得探索。
关键词:秸秆;禁烧;综合利用;有序焚烧
引 言
近年来,中央、地方各级政府均高度重视秸秆禁烧工作,加大人力、物力、财力,人防技防相结合,实施网格化监管,禁烧成效总体显著,但农村地区焚烧现象仍然禁而不止,游击式焚烧秸秆仍然影响公众生产生活,逐步成为农户与政府之间的矛盾。
1、秸秆禁烧制度发展进程
随着露天焚烧秸秆问题的日趋严重,秸秆焚烧成为公众关注问题,为减轻秸秆焚烧造成的影响,国家先后出台多项管控政策。1999年六部委(国家环境保护总局、农业部、财政部、铁道部、交通部、中国民用航空总局)联合发布《秸秆禁烧和综合利用管理办法》(环发[1999]98号),提出划定秸秆禁烧区,开展重点区域禁烧管理,随后二十余年,国务院、生态环境部、农业部等陆续发布强化秸秆禁烧及综合利用相关文件,截至目前,国家最近一次关于秸秆禁烧的规范性文件为2023年12月国务院发布的《空气质量持续改善行动计划》,明确要求加强秸秆综合利用和禁烧,全国秸秆综合利用率稳定在86%以上,重点区域禁止露天焚烧秸秆。各级地方人民政府也出台了大量规范性文件,如2003年陕西省人民政府发布《关于加强秸秆禁烧与综合利用工作的通告》,划定重点焚烧区域,提出加大秸秆综合利用的要求。随着秸秆禁烧力度的不断加大,部分地区实施全时段、全域禁烧。秸秆政策从“疏堵结合,以疏为主”转变为“以用促禁,以禁促用”[1]。
2、秸秆焚烧优缺点与屡禁不止的原因及危害
2.1秸秆焚烧的缺点
一是焚烧秸秆会产生氮氧化物、一氧化碳、砷、汞、铅、挥发性有机物等污染物,影响环境空气质量,人群吸入后对呼吸道产生影响,危害人体健康;二是农户焚烧秸秆通常未做好消防措施,不力天气极易引起火灾;三是秸秆焚烧产生的大量烟雾会导致能见度降低,如在机场、铁路、公路等交通设施周边焚烧秸秆,会对交通造成严重的危害,影响交通安全。
2.2秸秆焚烧的优点
一是秸秆焚烧后产生的灰烬里含有大量的钾、镁、磷等营养元素,属优质有机肥料,能够提高土壤肥力,促进作物生长;二在田里焚烧秸秆可以杀死秸秆中的病虫害,减少病虫害的发生;三是对于农户来讲焚烧秸秆是最方便,最经济的处理方式,无需收储、运输等环节。
2.3秸秆禁烧屡禁不止原因及危害
秸秆禁烧屡禁不止根本原因为缺乏有效秸秆利用途径。西乡县2023年全县种植水稻12.5万亩,油菜14.2万亩,玉米14万亩,小麦3万亩,秸秆产生量约为产生15.9万吨。全县多为山地,可收集秸秆12.2万吨,实际利用11.6万吨,其中玉米秸秆大部分通过青贮饲料化,利用玉米秸秆4万吨,水稻、油菜、小麦秸秆通过联合收割机进行秸秆粉碎还田,利用量为7.6万吨。但是秸秆粉碎还田存在一些问题,一是秸秆还田导致病虫害的增加,例如,湖南长沙方面的统计结果显示,2022年二化螟越冬基数为平均每亩6612.6头,比全面禁止露天焚烧秸秆政策发布前一年(2017年)的418.45头增加了14.8倍[2];湖南中南部地区二化螟种群对阿维菌素和氯虫苯甲酰胺处于中等至高水平抗性,于是种植户不得不增加防治频次和农药使用量,2017年双酰胺类农药使用量为6.43吨,2021年增长到35.34吨,5年内增加了近5.5倍[3]。二是秸秆埋在土里导致幼苗悬空且缺少肥料,秸秆降解微生物与作物幼苗争肥,间接导致收成下降。三是离田利用增加收储、运输环节,增加工作量并且增加成本。因此种植户秸秆还田意愿低,采取游击式焚烧秸秆。
游击式焚烧主要危害一是种植户担心焚烧秸秆被现场查处,往往点燃秸秆后迅速离开,这种情形存在重大火灾隐患。二是夏秋季为秸秆禁烧重点巡查时段,种植户选择冬季焚烧秸秆,可是冬季气象扩散条件差,对环境空气、人群健康造成更大危害。三是长期实施游击式焚烧会增加干群矛盾,甚至出现群体事件。为彻底解决上述困境,需要完善秸秆肥料化、饲料化、能源化、原料化、基料化等,但是目前农村地区面临基础设施相对落后、综合利用成本高、相关技术有待提升等问题,且短时间难以解决。因此需要采取一定的过渡性措施解决上述问题。如广西贵港市从2019年开展在合适条件下组织秸秆限时禁烧区开展有序焚烧,对比贵港市执行秸秆有序焚烧4年来,空气质量优良天数比率由2017年的84.9%提升到2022年的93.2%;PM2.5含量由
2017年的42微克/立方米下降到2022年的27.1微克/立方米,由此可以表明有序焚烧秸秆对环境的不利影响总体是可控的[3]。因此西乡县适时开展有序焚烧或许值得探索。
3、实施秸秆有序焚烧测算分析
3.1基本数据
本次采用AERMOD预测模型;预测软件为BREEZE;气象数据使用西乡气象站2021年地面气象数据与高空模拟气象数据;地形数据采用NASA Shuttle Radar Topographic Mission制作的全球范围内90m精度的地形文件;环境空气背景数据采用西乡县环境监测站与西乡县四中环境空气自动站点2021年监测数据。
3.2模型设置
(1)时间设置
按照西乡县油菜、小麦5~6月收割,水稻9~10月收割,选取两个时间段进行测算,分别在5~6月、9~10各选取5天开展有序焚烧。
(2)地点设置
依照《秸秆禁烧和综合利用管理办法》中的禁烧规定,模型设置过程考虑交通干线、人口集中区等因素[4],城北街道、城南街道、沙河镇、杨河镇、堰口镇划定为禁烧区,其他区域设定为限制焚烧区,同时限制焚烧区按照预设焚烧时间对应将相关乡镇划分为5个焚烧单元。
(3)焚烧量设置
限制焚烧区按照玉米秸秆全部青贮饲料化,夏季(小麦、油菜)、秋季(水稻)秸秆进行有序焚烧。
表1 秸秆产生及焚烧量一览表
区域 | 夏季秸秆焚烧量(吨) | 秋季秸秆产量(吨) |
柳树镇 | 4611 | 4812 |
私渡镇 | 2553 | 3325 |
桑园镇 | 2556 | 3225 |
白龙塘镇 | 4322 | 2398 |
峡口镇 | 1847 | 4334 |
茶镇 | 2563 | 851 |
高川镇 | 3618 | 3291 |
两河口镇 | 2529 | 1891 |
大河镇 | 630 | 271 |
骆家坝镇 | 1688 | 2055 |
子午镇 | 2153 | 1401 |
白勉峡镇 | 1667 | 1439 |
合计 | 20066 | 22164 |
(4)污染物排放因子
依照西乡近年来环境空气质量选取指标数值影响最大的PM2.5作为测算因子,排放因子按照2.65g/kg秸秆计[5]。
4、结果与分析
4.1测算结果
(1)经模型测算并叠加背景值后,西乡县监测站与四中环境空气自动监测站5~6月测算浓度分别为3.78~327.844ug/m3和7.10~312.75ug/m3,9~10月测算浓度分别为16.35~536ug/m3和11.12~580.93ug/m3。
(2)夏季两个站点测算数据基本一致,秋季两个站点测算数据浮动较大,且平均值高于夏季,该情况与两处自动监测站监测数据变化趋势相一致。
图1 夏、秋季秸秆由于焚烧测算结果图
4.2分析与建议
(1)根据测算结果,在气象条件良好的情况下可以实施有序焚烧,其中5~6月叠加背景值后西乡县监测站与四中环境空气自动监测站PM2.5均小于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中二类区日均浓度75ug/m3限值要求的有33天,9~10月有19天。
(2)综合考虑两个站点影响,并分别取影响最小的前5位可知,5~6月测算浓度在13.72~38.07ug/m3,占标率为18.29%~50.75%,9~10月测算浓度在11.12~53.85ug/m3,占标率为14.83%~71.8%,限制区有序焚烧秸秆对环境空气影响可接受。
表2 两处环境空气自动站点夏、秋季秸秆焚烧前5位次统计表 单位ug/m3
夏季 | 站点 | 贡献浓度 | 背景浓度 | 测算浓度 | 站点 | 贡献浓度 | 背景浓度 | 测算浓度 |
2021.5.7 | 西乡县监测站环境空气自动监测站点 | 5.46 | 22 | 27.46 | 西乡县四中环境空气自动监测站点 | 10.38 | 17 | 27.38 |
2021.5.15 | 5.72 | 8 | 13.72 | 34.07 | 4 | 38.07 | ||
2021.6.4 | 11.36 | 17 | 28.36 | 9.29 | 14 | 23.29 | ||
2021.6.11 | 7.34 | 18 | 25.34 | 12.02 | 14 | 26.02 | ||
2021.6.27 | 10.10 | 7 | 17.10 | 28.58 | 5 | 33.58 | ||
秋季 | 站点 | 贡献浓度 | 背景浓度 | 测算浓度 | 站点 | 贡献浓度 | 背景浓度 | 测算浓度 |
2021.9.14 | 西乡县监测站环境空气自动监测站点 | 2.32 | 21 | 23.32 | 西乡县四中环境空气自动监测站点 | 4.26 | 14 | 18.26 |
2021.9.29 | 18.41 | 7 | 25.41 | 28.22 | 6 | 34.22 | ||
2021.10.1 | 13.29 | 15.5 | 28.79 | 16.80 | 16 | 32.80 | ||
2021.10.16 | 9.40 | 7 | 16.40 | 8.88 | 5 | 13.88 | ||
2021.10.21 | 45.85 | 8 | 53.85 | 2.12 | 9 | 11.12 |
(3)秸秆有序焚烧建议由生态环境部门统筹组织实施;气象部门依据气象条件确定实施时间,优选气象条件良好且焚烧后短时间内会降雨的天气;各乡镇组织村委实施,提前通知农户,做好消防措施;交通运输部门要加强对主要道路能见度监控,提前发布道路安全信息提醒;生态环境部门要密切分析空气质量情况,经研判焚烧有可能影响到空气质量达标情况时,立即发出停止焚烧指令,各镇办迅速落实;农业农村部门要进一步加大秸秆综合利用的研究与应用,变废为宝,彻底解决秸秆困局。
参考文献
[1]覃诚,毕于运等 中国农作物秸秆禁烧管理与效果[J]. 中国农业大学学报 2019,24(7):181-189.
[2]肖定,关于扛牢粮食安全责任,从虫口夺粮,将秸秆由禁烧调整为有序焚烧的建议.长沙市人大代表建议2022,048号.
[3]南方社论,一禁了之惹来虫害,有序放开秸秆焚烧值得探索.南方都市报,2023.12.5(GA02).
[4]贵港市港北区大气污染防治攻坚行动指挥部办公室关于组织开展限烧区秸秆有序焚烧的通知,2024.
[5]唐喜斌,黄成等 长三角地区秸秆燃烧排放因子与颗粒物成分谱研究[J].环境科学2014,35(5):1623-1632.