山東省霧霾天氣時空變化特征及應對措施

薛德強　李長軍

摘要：近年來，山東省平均年霾日數(shù)呈明顯增加趨勢，2013年出現(xiàn)爆發(fā)式增長。大氣污染物過量排放是霾出現(xiàn)主因，而出現(xiàn)以水平靜風和垂直逆溫為特征的不利氣象條件是誘因。本文提出了狠抓大氣污染防治政策落實，調(diào)整能源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；加大機動車尾氣治理，推進公共交通建設；加大揚塵治理力度，實現(xiàn)清潔施工、生產(chǎn)；加大農(nóng)村大氣污染的治理、強化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控；鐵腕治霾、鐵規(guī)治霾；加大綠化力度，建設生態(tài)山東；依靠氣象科技進步，減少霧霾影響；加強信息公開，提高全民環(huán)保意識等對策建議。

關(guān)鍵詞：霧霾天氣；變化特征；應對措施

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.06.003

Fog Haze Characteristics of Spatial and Temporal Changes

and Countermeasures in Shandong Province

XUE Deqiang1，LI Changjun 2

（1. Shandong Meteorological Society， Jinan 250031， Shandong， China；

2. Shandong Province Meteorological Information Center， Jinan 250031， Shandong， China）

Abstract： The survey shows that in recent years， the average number of haze days in Shandong province has been on the rise. In 2013， explosive haze days haven appeared. Excess emissions of atmospheric pollutants are the main cause of haze， while adverse weather conditions characterized by horizontal and vertical inversion are the incentives. Put forward to pay close attention to the implementation of air pollution prevention and control policies， adjust energy and industrial structure； increase motor vehicle exhaust control， promote public transport construction； increase dust control efforts to achieve clean construction and production； increase rural air pollution control， strengthen the region Joint prevention and control； iron fist haze， iron rule haze； increase greening efforts to build ecological Shandong； rely on meteorological progress of science and technology to reduce the impact of haze； strengthen information disclosure， improve the environmental awareness of the people of 8 countermeasures and suggestions.

Keywords：Hazy weather； Change characteristics； Response measures

0 引言

霧和霾其實是不同的。霧是懸浮在低層大氣中的水汽凝結(jié)物，使水平能見度小于1千米；霾是浮游在空中的大量極細微的干塵粒子，包括灰塵、硫酸、硝酸、有機碳化合物等，使水平能見度小于10千米的空氣普遍混濁現(xiàn)象，通常是由重污染天氣造成的。霧和霾的根本區(qū)別是水分含量的多少，水分含量達到90%以上的叫霧，低于80%的叫霾。相對濕度介于80%～90%是霾和霧的混合物，但其主要成分是霾。肉眼看來，霧的顏色是乳白色、青白色，霾則是黃色、橙灰色；霧的邊界很清晰，過了“霧區(qū)”可能就是晴空萬里，但是霾則與周圍環(huán)境邊界不明顯。

利于霧霾出現(xiàn)及維持的天氣條件包括：一是風力小，不利于污染物在水平方向擴散；二是低空大氣層結(jié)穩(wěn)定，近地面易出現(xiàn)逆溫層，不利于污染物垂直向上擴散，使得污染物在大氣邊界層積聚。反之，當風力增大、大氣層結(jié)不穩(wěn)定時，霧霾天氣易于消散，另外，當有雨雪天氣出現(xiàn)時，其沖刷作用也利于霧霾消散。

近年來，伴隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，山東省出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣，對交通運輸及人民群眾身體健康產(chǎn)生了不利影響，已經(jīng)成為重大的民生問題。因此調(diào)研分析山東省霧霾發(fā)生特征、成因，提出應對霧霾的對策措施，對于保障人民生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1 霧和霾日數(shù)的時空變化特征

收集全省近50年來氣象臺站霧霾實際觀測資料及其他相關(guān)氣象資料、山東省環(huán)境保護廳2003～2013年《山東省環(huán)境狀況公報》[1]、1981～2013年《山東統(tǒng)計年鑒》[2]中有關(guān)資料等，統(tǒng)計分析，凝練總結(jié)。

1.1 霧霾觀測的能見度判別閾值變化

2013年1月之前，根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》觀測判斷。輕霧的能見度判別閾值為1.0～<10.0千米，霾的能見度判別閾值為小于10.0千米，霧的能見度判別閾值為小于1.0千米。endprint

2013年1月31日，按照中國人民共和國氣象行業(yè)標準《霾的觀測和預報等級》（QX/T113-2010）觀測判斷。能見度<10.0km，排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙，相對濕度小于80%，判識為霾；能見度<10.0km，排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙，相對濕度80%至90%時，按照地面氣象觀測規(guī)范規(guī)定的描述或大氣成分指標進一步判識。已建立大氣成分監(jiān)測設備的臺站，可以優(yōu)先采用大氣成分指標（表1）作為判識霾的參考依據(jù)。

2014年1月24日，調(diào)整霧、霾天氣現(xiàn)象觀測判識方法：所有臺站停止執(zhí)行《霾的觀測和預報等級》（QX/T113-2010）。能見度自動觀測的臺站，輕霧、霾的能見度判別閾值調(diào)整為7.5千米，霧的能見度判別閾值調(diào)整為0.75千米，空氣相對濕度判別閾值恢復到臺站歷史觀測閾值。能見度人工觀測的臺站保持能見度10千米和1千米判別閾值不變，空氣相對濕度判別閾值恢復到臺站歷史觀測閾值。

1.2 霾日數(shù)時間變化

1961年以來，全省平均年霧日數(shù)呈現(xiàn)先增后減又增加的趨勢，其中上世紀八十、九十年代最多，近2年有增加趨勢，總體上變化較平緩，在15～30天之間變化。全省平均年霾日數(shù)2012年前呈緩慢增加趨勢，1961～1978年霾日數(shù)2天以下，1979～1986年在2天左右，1987～1998年霾日數(shù)3～5天，1999～2012年霾日數(shù)增加較快，從6～7天左右增加到20天左右，特別是從2013年出現(xiàn)爆發(fā)式增長，達到47天，并在2014年達到最多99天，2015年、2016年有所回落（圖1）。這與近年來城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展及污染物的過量排放有著密切的聯(lián)系。

山東省霧霾日數(shù)存在明顯的季節(jié)變化。秋冬季多發(fā)，春夏季較少（圖2）。一是因為秋冬季取暖燃煤的大量消耗，污染物排放增多，二是秋冬季節(jié)逆溫天氣增多，不利于污染物的擴散。

1.3 霾日數(shù)的空間分布

1961～1980年全年霾日數(shù)分布，棗莊、濟寧霾日分別為8天、5天，其他市霾日5天以下。期間各地工業(yè)發(fā)展較慢，污染物排放較少。

1981～2012年全年霾日數(shù)分布，多霾地區(qū)集中在德州、東營、威海、棗莊、青島、臨沂市在11～22天之間，其他市5天以下。改革開放后，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，大氣污染物排放量在逐漸增加，霾日數(shù)也增加了。

2013～2016年全年霾日數(shù)分布，各市均出現(xiàn)霾爆發(fā)性增加。德州、萊蕪、棗莊、臨沂、濱州在100天以上，德州最多165天。東營、濟南、淄博、濰坊、濟寧、青島73～97天之間，煙臺、威海、聊城、泰安、菏澤、日照霾日數(shù)相對較少在25～49天之間。這段時間城鎮(zhèn)化及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展，家庭小汽車保有量明顯增加，各種污染物排放量也快速增加。

2 原因分析

2.1 污染物過量排放是霾產(chǎn)生的主要原因

山東省目前能源結(jié)構(gòu)過多依賴燃煤發(fā)電，原煤占一次能源消費的比重為75.2%。2013年，全省煤炭消費量4億多噸，占全國的1/10強，每平方公里每天消耗的煤炭大約是6.5噸。2012年，二氧化硫和氮氧化物排放量均為全國第一，十大重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量也居全國之首。山東的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，電力、化工、鋼鐵、建材、石油煉化五大行業(yè)貢獻的工業(yè)增加值不足30%，但燃煤以及排放的污染物卻占整個工業(yè)的90%左右。大量燃煤是造成山東空氣嚴重污染的主要原因。此外，機動車尾氣的排放也是造成霧霾的主要原因，據(jù)統(tǒng)計2014年8月山東全省機動車保有量達2289萬輛， 居全國第一。

山東省環(huán)境保護廳2013年《山東省環(huán)境狀況公報》指出：2013年全省環(huán)境空氣中主要污染指標為可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫、二氧化氮和細顆粒物（PM2.5），年均濃度分別為0.160毫克/立方米、0.071毫克/立方米、0.048毫克/立方米、0.098毫克/立方米，分別超過國家2級標準1.28倍、0.18倍、0.2倍、1.8倍。過量的PM2.5、PM10是霧霾產(chǎn)生的主要因子，而二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物在空氣中經(jīng)過復雜的化學反應生成的二次硫酸鹽、二次硝酸鹽等也是重要的霧霾粒子。因此污染物過量排放是霾產(chǎn)生的主要原因。

2.2 環(huán)境管理有待完善

近年來全省主要大氣污染物排放量除了氮氧化物外，全省煙粉塵、二氧化硫、飄塵排放量均有明顯下降趨勢，但是全省平均年霾日數(shù)卻呈明顯增加趨勢，特別是2013年出現(xiàn)爆發(fā)式增長。從一個側(cè)面反映出主要大氣污染物排放量并沒有將所有污染源特別是中小污染源納入統(tǒng)計范疇。一些企業(yè)存在未批先建、批建不一、偷排廢氣、數(shù)據(jù)造假等違法現(xiàn)象。一些企業(yè)為了經(jīng)濟利益逃避環(huán)境治理責任，直排偷排未經(jīng)處理的廢氣或想方數(shù)據(jù)造假掩蓋超標事實，未批先建忽視環(huán)保要求；一些企業(yè)立項設計環(huán)保設施俱全，但建設過程有時出現(xiàn)更改，造成運行時不達標。機動車尾氣監(jiān)管有待完善，存在監(jiān)督檢查不嚴，超標排放車在農(nóng)村依然運行，個別尾氣監(jiān)測企業(yè)受利益驅(qū)動存在造假現(xiàn)象。建筑揚塵、交通揚塵、裸地揚塵和料堆揚塵等4類揚塵污染時有發(fā)生。

2.3 城市發(fā)展與自然條件的不利影響

城市過快發(fā)展產(chǎn)生了不利影響：一是隨著城市迅速發(fā)展，自然通風條件變差，據(jù)統(tǒng)計近年來，全省平均風速出現(xiàn)減小的趨勢（圖4），對污染物的擴散產(chǎn)生不利影響；二是增強的城市熱島環(huán)流使污染物在城市產(chǎn)生循環(huán)與累積；三是全球氣候變暖，我省降水日數(shù)出現(xiàn)減小趨勢，全省平均年降水日數(shù)1991～2008年比1961～1990年減少4.5天，降水日數(shù)減少不利于污染物清除。

自然條件的不利影響：一是全省森林資源總量不足，人均林地面積0.41畝，僅相當于全國平均水平的1/5，人均林木蓄積量0.93立方米，不到全國的1/10，植被吸附能力差；二是全省大部分城市冬春季干燥少雨，裸土面積大，受風沙威脅的土地面積比例較高，冬、春、秋季揚沙是導致顆粒物年均濃度居高不下的重要原因；三是山東省是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)田裸土面積大，耕種翻土等產(chǎn)生的顆粒物通過長距離輸送對區(qū)域空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。endprint

3 應對霧霾天氣的對策建議

3.1 切實轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，調(diào)整能源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

一是切實轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，克服以GDP考核地區(qū)和干部的現(xiàn)象，大力實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)綠色發(fā)展。二是堅決調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。推廣天然氣替代燃煤鍋爐，加強風能、太陽能、核能開發(fā)利用，發(fā)展城鎮(zhèn)集中供暖，加強外電入魯，推動潔凈煤使用。三是積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。依法關(guān)停取締不符合產(chǎn)業(yè)政策的落后、過剩、環(huán)保不達標產(chǎn)能。大力扶持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

3.2 加大機動車尾氣治理，推進公共交通建設

加強機動車尾氣達標排放的監(jiān)測，重點加強對重型貨車、柴油車的檢查。加強對機動車監(jiān)測機構(gòu)的管理，確保運行車輛達標排放。加強對加油站的管理，杜絕不合格油品流向市場。采取措施淘汰黃標車。加強機動車保有量控制。發(fā)展公共交通。

3.3 加大揚塵治理力度，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)

理順揚塵防治體系，將建筑揚塵、交通揚塵、裸地揚塵和料堆揚塵分別設置監(jiān)督管理要求，明確監(jiān)督管理部門。創(chuàng)新城市揚塵及中小污染源管理方式。引入網(wǎng)格化管理法，建立網(wǎng)格污染源檔案，實行全覆蓋、全方位、全時段嚴格管控。

3.4 加大農(nóng)村大氣污染的治理、強化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控

配合運用衛(wèi)星遙感、無人機等高科技手段，及時發(fā)現(xiàn)違法污染源，做到及時處置。實施清潔煤配送等措施，解決農(nóng)村燃煤散燒問題；引導農(nóng)業(yè)機械節(jié)能和降低排放，加大農(nóng)村地區(qū)的油品供應質(zhì)量監(jiān)管等。建立跨行政區(qū)特別是城鄉(xiāng)結(jié)合部及行政交界區(qū)的空氣污染源聯(lián)合巡查、監(jiān)督和處罰機制。

3.5 鐵腕治霾、鐵規(guī)治霾

加強組織領(lǐng)導，成立山東省大氣污染治理委員會。由省政府領(lǐng)導同志牽頭，環(huán)保、工信、國資、發(fā)改、財政、商務、稅務、建設、交通、市政、氣象、公檢法等部門組成；委員會主要職責是對空氣污染治理作出重大決策，督促檢查、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)；各市縣成立相應組織，各負其職。落實地方政府環(huán)境管理的主體責任和環(huán)保部門的監(jiān)督責任。

加強執(zhí)法，強化環(huán)保、公安、城管部門聯(lián)合執(zhí)法及日常巡查。嚴懲未批先建、超標排放、環(huán)保設施不運行、違法偷排、篡改、捏造排污數(shù)據(jù)等行為。強化環(huán)保驗收工作。增加氮氧化物、PM2.5排放總量控制。

3.6 加大綠化力度，建設生態(tài)山東

加大造林綠化，在城市建成區(qū)的裸露土地上；工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)、礦山周邊、荒山；沿河流、湖泊、海岸等水體岸帶；公路、鐵路、城市道路兩邊；農(nóng)村居住地、農(nóng)田四周等區(qū)域大力建設綠色生態(tài)林，提升環(huán)境承載力。廣泛發(fā)動共、青、婦、機關(guān)、學校等進行義務植樹活動。

3.7 依靠氣象科技進步，減少霧霾影響

加強霧霾天氣的監(jiān)測預警，多部門聯(lián)動開展霧霾應急處置。編制實施《山東省重污染天氣應急預案》，環(huán)保部門密切關(guān)注空氣質(zhì)量變化，及時發(fā)布監(jiān)測結(jié)果；氣象部門建立完善邊界層風速、溫度等氣象要素的立體監(jiān)測網(wǎng)絡，加強霧霾監(jiān)測、分析和預報，及時發(fā)布霧霾預警信號。公安、交通等部門積極采取交通管制、限號出行等措施以減少汽車尾氣排放；根據(jù)風速、風向等實際氣象狀況及污染物輸送路徑， 選擇聯(lián)防聯(lián)控的工礦企業(yè)，實行限產(chǎn)限排等，共同應對霧霾天氣。

積極開展人工增雨（雪）作業(yè)，改善空氣質(zhì)量。根據(jù)氣溫高低，實施供暖、制冷調(diào)節(jié)機制，最大限度地節(jié)省能源。進行城市合理規(guī)劃布局。

3.8 加強信息公開，提高全民環(huán)保意識

落實黨的十八屆三中全會“及時公布環(huán)境信息，健全舉報制度，加強社會監(jiān)督”的要求，及時公開環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測信息和企業(yè)污染物在線監(jiān)測信息，建立環(huán)境違法舉報熱線并向社會公示。鼓勵并引導公眾對政府和企業(yè)進行監(jiān)督，參與到環(huán)境管理和執(zhí)法等過程中來，積極舉報環(huán)境違法行為。

深入開展“保護環(huán)境、人人有責”公益宣傳教育。把生態(tài)文明教育納入國民教育體系和中小學教育課程體系，納入干部教育培訓中，加強對企業(yè)、城鄉(xiāng)社區(qū)等基層群眾的生態(tài)文明教育和科普宣傳，提高全民生態(tài)文明素養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 山東省環(huán)境保護廳.2003-2013年《山東省環(huán)境狀況公報》http：//xxgk.sdein.gov.cn/xxgkml/hjzkgb/

[2] 山東省統(tǒng)計局.山東統(tǒng)計年鑒[M].中國統(tǒng)計出版社，1981-2013.

（編輯：邵波）endprint