辽宁港口集团散货码头堆场抑尘专项研究

孙虎　张春意　刘筱萌

【摘 要】 为有效遏制干散货码头堆场扬尘污染，提升大气污染管控水平，针对辽宁港口集团下属干散货港区粉尘污染防治工作存在的实际问题，运用资料分析、实地踏勘、现场实测、数值模拟、体系架构等方法，分区域、分主次、分阶段地制订有效可行的粉尘污染治理改造实施方案，并综合评估其经济、环境与社会效益，切实提高港口大气污染防治效率与管控水平，优化环保投资结构，有效提升环保投资效率。

【关键词】 粉尘污染;优化管控;效益分析

1 研究背景

近几年，随着国家环保政策日益收紧，以颗粒物为主要污染物的散货港口逐渐成为社会关注的焦点。2019年，辽宁港口集团下辖的大连港、营口港、绥中港区、盘锦港等散货作业区散货总吞吐量接近1.8亿t，吞吐量大、物料种类多、作业工艺复杂、污染治理难度高，各作业区粉尘污染防治措施建设水平和管理水平也不尽相同;因此，从根源上针对性地形成干散货作业全流程的粉尘污染防控与管理体系，以集团角度统筹环境管理，对于有效遏制扬尘污染，提升大气污染管控水平，推进辽宁港口集团构建世界一流港口进程具有重要意义。

2 辽宁港口集团粉尘污染防治现状

2.1 粉尘污染起尘节点分析

散货港口粉尘污染主要来源于散货的装卸、堆存和疏运环节。由于集团各散货作业区存在地域、基础设施的专业化水平、转运方式等差异，起尘方式也不尽相同。辽宁港口集团散货作业区主要由绥中港区、盘锦港、营口港散货作业区和大连港散货作业区组成，包括专业化干散货码头和通用散货码头。按照工艺环节区分，专业化散货码头与通用散货码头的起尘节点大致相同，最大的区别在于起尘节点数量，专业化散货码头的装卸和场内疏运都采用了大型专业设备作业，干散货在港区范围内的周转次数较少，起尘节点也相对较少;通用散货码头需要兼顾杂件货装卸，散货装卸和疏运主要依托于流动机械（装载机、自卸汽车等），作业水平与能力一般较低，直接导致干散货周转次数增多，起尘节点也随之增多。辽宁港口集团专业化散货码头与通用散货码头转运工艺流程和节点分别见图1、图2。

各散货作业港区起尘成因大致分为静态风蚀起尘和动态作业起尘，其中：静态风蚀起尘主要是散货堆存期间的风蚀起尘，其与外界风速与料堆表面含水率关系紧密;动态作业起尘主要是由作业机械或人工扰动、装卸料落差、流动机械设备碾压等因素导致的，同时，受外界风速影响也非常大。

2.2 环保措施应用与环境管理现状分析

现阶段，辽宁港口集团各散货作业区为有效控制作业过程中的粉尘污染，都在各环节配套了相应的防治措施，基本保障了粉尘污染的有效控制，各作业区企业内部环保部门职能分工相对明确，也制定了较完备的环境管理制度。由于存在基础设施、环境管理水平、资源分配及经济效益等差异，各作业区粉尘污染治理水平和效果也有所不同。

从整体上看，辽宁港口集团干散货作业区环保措施应用和环境管理方面还存在以下问题：

（1）部分作业区污染防治措施落实不到位，法规政策落实不彻底。重点环节起尘控制措施的缺失，大大降低了粉尘污染防治效率，其中盘锦港区、营口港专业煤炭（矿石）码头堆场、大连港大窑湾矿石码头堆场等项目污染防治措施落实情况相对较好，其他作业区均存在不同程度的措施落实不到位情况，应予以重视。

（2）污染防控体系建立不完善，控制措施效力发挥不充分。各作业区虽已制定环境管理制度，但过于笼统且缺乏针对性，实际作业过程中存在执行不彻底的情况，加之缺乏有效的现场反馈机制，企业内部环境管理处于被动、滞后的状态。气候和设备缺陷问题导致防治措施很难发挥其应有的作用和效力，进一步加剧了粉尘污染。

（3）技术研发创新活力不足。集团各散货码头已运营多年，其作业工艺与模式很难在短时期内改变。就目前来看，粉尘防控往往依靠传统技术，未能结合自身作业与粉尘排放特点进行技术创新或研究开发更适合自身作业特点、防治效果更佳的除尘抑尘技术。这也成为辽宁港口集团智慧绿色港口建设进程的障碍之一。

2.3 粉尘排放和扩散情势分析

基于港区现场作业布局及粉尘排放源分布情况，利用手工监测、车载及无人机走航等多种技术手段，同步开展作业区粉尘排放浓度和周边敏感区域及环境空气质量监测、重点起尘节点和道路二次扬尘监测，以及无人机特定空间粉尘浓度分布特征监测，获取港口多维立体空间粉尘浓度数据，多元分析粉尘综合污染情势。为综合考量各港区干散货堆场区域及场外敏感点区域污染情势，借助二维全覆盖式车载走航监测数据进行统计分析，根据《环境空气质量评价技术规范（试行）》规定的方法，引入环境空气质量综合指数对作业区粉尘污染影响程度进行对比、判定。各作业区的环境空气质量综合指数与单项指数统计分别见图3、图4。

根据图3，各作业区环境空气质量由低到高分别为营口港鲅鱼圈港区、长兴岛作业区、盘锦港、大窑湾和散粮煤炭作业区、大连湾散货作业区、绥中港区。

根据以往经验，港口散貨作业对环境空气造成的主要污染物是PM10和TSP。从图4可以看出：除营口港鲅鱼圈港区和大窑湾散粮及煤炭作业区外，其余港区PM2.5单项指数最高;营口港鲅鱼圈港区PM10和TSP指数最高，表明不同作业区大气首要颗粒物污染指标并不完全一致。主要原因在于各作业区散货作业货种和作业方式存在一定的差别，粉尘污染治理应根据实际污染特征采取针对性措施。

3 粉尘污染控制优化方案

3.1 适用湿法除尘货种粉尘控制优化方案

在分析粉尘污染防治现状的基础上，结合相关研究成果及治理经验，以切实符合各港区实际情况为出发点，分港区、分阶段地提出了集团粉尘污染控制优化方案，方案分为基本控制、强化控制、优化控制3个阶段，实施年限为2021―2025年。

为对比优化方案实施前后港区散货作业对周边环境粉尘浓度的贡献值，基于港区分布情况，使用AERMOD模型对绥中港区、盘锦港、营口港散货作业区、长兴岛港区和大连湾+大窑湾港区5个区域进行预测分析。结果显示，优化方案落实后，港区对周边环境粉尘浓度贡献值有效减小，TSP、PM10、PM2.5整体扩散趋势相近。以营口港散货作业区TSP粉尘扩散曲线为例，其TSP日均、年均浓度贡献值分别见图5（a）、图5（b）。

基于预测分析结果可知，优化后港区粉尘扩散范围明显小于现状，说明优化后的环保措施可有效抑尘，其中：盘锦港、营口港散货作业区、大连湾+大窑湾港区的环保措施优化方案抑尘效果显著，绥中港区、大长兴岛港区的优化措施方案可以有效抑尘，但效果并不显著，这与港区作业工艺和货种有关。从整体上看，以非专业化散货泊位为主的运营港区，现有装卸工艺条件抑尘效果显著，但为从根本上解决作业扬尘的问题，还需从装卸工艺的升级改造等多方面入手。

3.2 不适用湿法除尘货种粉尘控制优化方案

各散货作业区在实际运营过程中还涉及粮食、水泥、水泥熟料、化肥、盐、糖等不适用湿法除尘抑尘技术的货种。从作业方式来看：各港区水泥均采用罐车管道直接装船，部分港区装船管道出现泄漏，应考虑尽快封闭或增设负压设施;部分港区粮食作业实现工艺流程封闭或半封闭，作业过程产生粉尘污染相对较小，但在通用工艺条件下此类散货作业扬尘仍比较严重，在日常环境管理工作中需引起高度重视。

针对目前集团散货作业区采用通用工艺作业的货种，通过作业工艺及起尘节点的梳理，并结合近5年作业量进行分析，提出在盘锦港区或长兴岛港区对水泥熟料作业进行流程化工艺改造、对绥中港区及鲅鱼圈港区的水泥熟料进行归并作业的工艺改造等建议，并对粮食等货种提出在现有作业工艺下进行管控的建议。

4 粉尘污染管控实施效益分析

4.1 投资效益分析

环保投资综合效益是指港口企业为了降低港口作业过程污染物排放对环境的影响，将部分资产投入环境保护进而产生的多种效益，具体可分为环境效益、经济效益和社会效益等3个部分。

优化作业方案后环保投资主要带来环境效益，表现为方案实施后产生的污染物总量减少而带来的环境质量改善。在保持现状作业量的情况下，辽宁港口集团在优化方案实施后，散货作业粉尘污染物年排放量由53 292.8 t减少为41 396.2 t。可见，优化方案的实施有效减少了港口作业粉尘污染物的排放，对于提高港区及周边环境质量具有良好的推动作用，产生良好的环境效益。

优化以方案实施期间因作业量增加而产生的经济效益为直接经济效益，环境税的减征为间接经济效益，方案的经济效益为直接经济效益与间接经济效益之和。考虑市场及政策时效性，根据辽宁港口集团各散货作业区近5年实际散货作业量变化对2021―2030年散货作业量进行预测，并以方案实施后達标排放作业量为限值得出未来10年散货作业量，对现阶段各散货作业区主营业务收入及实际作业量进行核算，至2030年集团散货作业年主营业务收入较现状增长106 434.4万元。随着优化方案的阶段性实施，在作业量增加的情况下，至2025年，绥中港区、盘锦港、营口港散货作业区及大连港散货作业区每年将分别较未实施优化方案减征环境税3.31万元、58.57万元、288.21万元及120.58万元。营口港在2025年方案落实后仍保有环境容量，作业量仍呈增长趋势，减征税额随作业量增加而增加，至2030年粉尘污染排放量将减少10 411.97 t、年减征环境税额312.36万元。

优化方案的实施可有效改善各散货作业港区附近的大气环境质量，进而提高港区附近居民的生活舒适度和环境安全感，对保持和提升当地的自然福利、树立企业典型尤为重要。从长远来看，优化方案的实施既减轻了环境污染，又提高了行业竞争力。

4.2 投资回收分析

投资回收期是以环保项目的净收益抵偿全部投资所需要的时间，优化方案实施期间作业量增加受市场变化主导，优化方案的实施是作业量在达标排放的前提下可随市场向好变化持续增加的保证;因此，本研究以优化方案实施期间主营业务收入增量为净收益，以净收益的10%作为企业环保投资资金核算优化方案投资回收期。绥中港区优化方案的实施仅为港区履行环保要求、规避环保行政处罚提供指导，因预测不产生作业量增加和直接经济效益，各年度间接经济效益以2019年数据进行核算，净收益仅为小额环境税减征，相比优化方案提出的环保投资额，小额环境税减征对回收期的影响较小，不纳入计算;各港区主营业务成本增量根据近3年利润表中数据核算得出;各环保项目投资金额根据国内同等规模港口环保投资及运行情况确定，5年投资分别为3 712万元、2 033万元、9 439.5万元、3 814.75万元和3 814.75万元，总投资为22 814万元;针对不适用湿法除尘货种（不含水泥熟料）的管控建议投资不分阶段，投资金额为803万元。以2021年为基准年核算得出，盘锦港、营口港散货作业区及大连港散货作业区优化方案投资回收期分别为0.5年、9.26年及1.96年。以辽宁港口集团为主体计算优化方案投资回收期为5.58年，计入管控建议投资的优化方案投资回收期为5.77年。

根据水泥熟料流程化工艺改造方案，估算盘锦港和长兴岛港区工艺改造投资额分别为2.5亿～3亿元、1.5亿～2亿元。在工艺改造后，预估盘锦港区和长兴岛港区年作业能力分别可达万t、万t。以最大年作业能力核算盘锦港区和长兴岛港区投资回收期分别为4.29～5.15年、4.42～5.89年。

5 结 语

本项目以辽宁港口集团下属各散货港区为研究对象，从现阶段备受行业和社会关注的散货作业扬尘为出发点，同步开展点线面的现场监测，综合分析了港区作业污染情势，并实施全过程工艺的实地摸排，全面剖析了不同港区粉尘污染防治存在的问题，最终以集团统筹管理为准，提出了操作性较强的优化治理方案，并从经济、环境、社会等3个方面综合分析了方案实施效益，为集团实施差异化的环境统筹管理提供理论和数据支撑。