廣東省大氣環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空分布特征

葉延瓊 ，汪晶，章家恩 *

1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642；2. 農(nóng)業(yè)部華南熱帶農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642；3.廣東省現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)與循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510642；4. 廣東省生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化進(jìn)程不斷加速，以及城市人口的逐步增長，機(jī)動車保有量也急劇增加，能源消耗量大且集中，導(dǎo)致京津冀、長江三角洲、珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的大氣環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，并帶來酸雨、霧霾等大氣問題（王躍思等，2013；周凱等，2015；史鵬英等，2016；趙建平等，2017；鄧旺華等，2017）。2017年中國生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)顯示（中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部，2018），全國 338個(gè)地級及以上城市中，僅有99個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，239個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，分別占全部城市數(shù)的29.3%和70.7%。2017年全國重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域74個(gè)城市的平均優(yōu)良天數(shù)比例為72.7%，比2016年下降1.5個(gè)百分點(diǎn)?？梢?，我國城市大氣污染形勢依然嚴(yán)峻。

當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境部門監(jiān)測統(tǒng)計(jì)的影響大氣環(huán)境質(zhì)量的主要指標(biāo)包括：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）及一氧化碳（CO）。其中SO2主要來源于以煤或石油為燃料的工廠企業(yè)，是大氣中分布較廣、影響較大的主要污染物之一，常被作為衡量大氣污染程度的主要指標(biāo)（邱小香等，2016）。來自于燃料燃燒、城市汽車尾氣以及工業(yè)生產(chǎn)過程中的NO2具有毒性，對深呼吸道具有強(qiáng)烈刺激作用，可引起人及各種動物的肺損害甚至造成肺水腫，也可使植物葉片枯黃，甚至死亡（但德忠，2006）。顆粒物PM10和PM2.5是嚴(yán)重危害人體健康的主要污染物之一，其來源多樣，如人類生產(chǎn)和生活過程中使用的各種燃料，鋼鐵廠等工廠企業(yè)生產(chǎn)以及公路揚(yáng)塵等。目前，顆粒物污染已成為我國大氣污染最主要的污染物，且成為城市環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)（李培等，2011）。來源于人類活動，汽車尾氣、燃料燃燒和石化生產(chǎn)等產(chǎn)生的臭氧（O3）可以吸收紫外線并防止其對生物生長的危害，但空氣中臭氧的含量一旦超標(biāo)，也會給人們帶來如侵蝕和損害人體眼睛，呼吸道等許多健康問題（王井懷等，2015）。而來源于內(nèi)燃機(jī)排氣、化石燃料燃燒等的CO是大氣中分布最廣和數(shù)量最多的污染物，若局部污染嚴(yán)重，對人群健康具有一定危害（中國產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)，2013）。世界衛(wèi)生組織（2013）指出，全球每年約有700萬人因暴露在空氣中的細(xì)微顆粒污染物而喪命?？梢?，大氣污染將嚴(yán)重影響人們的健康和生活，已成為全球性的社會問題（李永源等，2019），國內(nèi)外學(xué)者對大氣污染的發(fā)生、危害及其防治開展了很多研究（王棚飛等，2018）。

改革開放 40年來，廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了舉世矚目的成績，全省GDP已連續(xù)30年蟬聯(lián)全國第一（陸肖肖，2019），由1978年的185.85億元增加到2018年的9.7萬億元。但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，全省以高濃度臭氧為特征的光化學(xué)煙霧和灰霾現(xiàn)象的大氣復(fù)合污染頻繁發(fā)生（Fu et al.，2014；Yin et al.，2016；Zheng et al.，2010），并制約著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為明晰廣東省大氣環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空變化特征，本文以廣東省 21個(gè)地級市為研究對象，利用大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，分析評價(jià)了全省大氣環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空分布特征，旨在為合理制定廣東省社會、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

廣東省地處中國大陸南部，位于 20°13′－25°31′N 和 109°39′－117°19′E 之間，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。作為改革開放的前沿地區(qū)，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和城市化進(jìn)程的加快，全省大氣環(huán)境污染問題也日趨嚴(yán)重，形成了巨大的減排壓力（何惠明，2000）。廣東省也是酸雨污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，除茂名、陽江、河源和梅州市外，其余17個(gè)市均被列為國家酸雨控制區(qū)（何惠明，2000；秦鵬等，2006）。據(jù)廣東省歷年環(huán)境狀況公報(bào)顯示，全省大氣環(huán)境質(zhì)量多在國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二、三級間浮動，少部分指標(biāo)達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)。為緩減全省大氣環(huán)境污染，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，廣東省也加大了區(qū)域大氣環(huán)境整治工作，相繼出臺了《廣東省藍(lán)天工程計(jì)劃》、《廣東省環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃》、《廣東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測“十三五”規(guī)劃》等，取得了顯著成績（彭鴻，2018）。2017年，全省21個(gè)地級以上市的 49個(gè)城市降水測點(diǎn)的 pH均值為5.14，酸雨頻率為19.8%，17個(gè)城市（占81.0%）出現(xiàn)酸雨，降水質(zhì)量略有下降；同時(shí)，全省 21個(gè)地級以上市的空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在 77.3%－99.2%之間，平均為89.4%。全省各市SO2、CO第95%位數(shù)日均質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)率均為100%；NO2日均質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)率在 89.9%－100%之間；PM10日均質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)率在 97.8%－100%之間；PM2.5日均濃度達(dá)標(biāo)率在92.3%－100%之間；O3-8 h均值達(dá)標(biāo)率在81.6%－99.5%之間（廣東省生態(tài)環(huán)境廳，1998－2018）。

2 數(shù)據(jù)來源與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1數(shù)據(jù)來源

廣東省大氣環(huán)境因子的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于廣東省生態(tài)環(huán)境廳公開發(fā)布的《廣東省環(huán)境狀況公報(bào)》、《廣東省城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況》等，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要包括降水pH均值、酸雨頻率以及SO2、NO2、PM10、PM2.5、臭氧日最大8 h（O3-8 h）、一氧化碳（CO）24 h均值第95%位數(shù)。

2.2評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

主要采用中華人民共和國國家環(huán)保部和國家技術(shù)監(jiān)督局（2012）頒布實(shí)施的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012），將降水質(zhì)量、空氣質(zhì)量劃分為不同等級，其中SO2、NO2、PM10、PM2.5按照年平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行評價(jià)，CO和O3則按照百分位數(shù)質(zhì)量濃度進(jìn)行評價(jià)，即按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663—2013），將歷年內(nèi)有效的O3日最大8 h平均值，CO 24 h平均值按數(shù)值從小到大排序，取第90%位置的O3日最大8 h平均值與國家標(biāo)準(zhǔn)日最大8 h平均質(zhì)量濃度限值比較，判斷臭氧達(dá)標(biāo)情況；第95%位的CO 24 h平均值與CO 24 h標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度限值比較，判斷CO達(dá)標(biāo)情況。各指標(biāo)分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3 結(jié)果分析

3.1降水質(zhì)量

3.1.1 降水的年際變化

由圖 1可知，1998－2017年間，廣東省降水pH值總體呈穩(wěn)定上升趨勢，除1998年、1999年、2000年以及 2005年外，全省其余年份的降水 pH

表1 大氣環(huán)境質(zhì)量單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation criteria of individual indicator for atmospheric environmental quality

圖1 廣東省1998－2017年降水pH值和酸雨頻率Fig. 1 Average annual precipitation pH and frequency of acid rain in Guangdong from 1998 to 2017

3.1.2 降水的空間變化

3.1.2.1 降水pH值

圖2給出了廣東省1998－2017年間降水pH值的空間分布狀況，由圖2可知，1998－2010年間，廣東省仍有少部分地區(qū)的降水pH值小于4.5，屬重酸雨區(qū)，且多分布在韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市和廣州市。大部分地區(qū)的降水pH值在4.5－5.0之間，屬中酸雨值基本維持在5.0－5.6之間，屬輕酸雨區(qū)。從全省21個(gè)地級市不同級別酸雨發(fā)生頻率來看，1998－2017年間，以2007年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，全省輕酸雨區(qū)發(fā)生頻率總體呈“高－低－高”的上升趨勢，由1998年的57.14%下降到2007年的47.62%，而后又上升到2017年100%。中酸雨和重酸雨區(qū)發(fā)生頻率則呈“低－高－低”的下降趨勢，到2017年均下降到0。區(qū)；2011－2017年間，降水pH值在4.5－5.0間的地區(qū)有韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市、肇慶市、佛山市、江門市、東莞市和深圳市，但到 2017年，僅有深圳市的降水pH值在4.5－5.0間，屬中酸雨區(qū)；佛山市、茂名市、清遠(yuǎn)市、韶關(guān)市、深圳市、肇慶市和珠海市的降水pH值在5.0－5.6之間，屬輕酸雨區(qū)；其余均大于 5.6，屬非酸雨區(qū)。綜上可見，研究期間，廣東省的降水pH值逐年上升，說明廣東省的酸性降水質(zhì)量狀況有所改善。

圖2 廣東省1998－2017年降水pH年均值空間分布Fig. 2 Distribution of average annual precipitation pH in Guangdong from 1998 to 2017

3.1.2.2 酸雨頻率

圖3給出了廣東省1998－2017年酸雨頻率的空間分布狀況，由圖3可知，研究期間，廣東省各地市的酸雨頻率發(fā)生波動較大。1998－2010年間，全省屬中酸雨頻發(fā)區(qū)和重酸雨頻發(fā)區(qū)的地市所占比例較大。如在 2004－2006年間，韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市、梅州市、廣州市、佛山市、深圳市、惠州市、東莞市、江門市、珠海市、茂名市和湛江市 12個(gè)地市屬中酸雨區(qū)和重酸雨區(qū)。2011－2017年間，全省大部分地區(qū)屬非酸雨區(qū)和輕酸雨區(qū)，屬中酸雨區(qū)和重酸雨區(qū)的發(fā)生范圍逐漸縮小，僅限于清遠(yuǎn)市、韶關(guān)市、肇慶市和深圳市。在 2017年，僅有韶關(guān)市、珠海市、佛山市和深圳市的酸雨頻率在25%－50%間，屬輕酸雨頻發(fā)區(qū)，其余地市均小于25%，屬非酸雨區(qū)。由此可見，研究期間，廣東省酸雨發(fā)生頻率大幅下降，降水質(zhì)量得到一定改善。

3.2大氣主要污染物濃度時(shí)間變化

圖4給出了廣東省2001－2017年大氣主要污染物濃度變化狀況，由圖4可知，2000－2017年間，廣東省大氣環(huán)境主要污染物濃度均呈現(xiàn)出波動式的變化趨勢，SO2的年均質(zhì)量濃度整體呈下降趨勢，由2001 年的 20 μg·m-3下降到 2017 年的 11 μg·m-3（最大值出現(xiàn)在2004年，為31 μg·m-3），下降了45%；NO2的年均質(zhì)量濃度由 2001年的 26 μg·m-3上升到2017年的29 μg·m-3（最大值出現(xiàn)在2003年和2004年，為 31 μg·m-3），上升了 11.52%；PM10的年均質(zhì)量濃度由2001年的73 μg·m-3下降到2017年的51 μg·m-3（最大值出現(xiàn)在 2003 年，為 75 μg·m-3），下降了30.14%。研究期間，全省SO2和NO2的平均質(zhì)量濃度均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)；除2001年和2003年外，全省PM10的平均質(zhì)量濃度也達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。

此外，廣東省 PM2.5由2014年的 41 μg·m-3下降到2017年的33 μg·m-3，下降了19.51%；CO第95%位數(shù)由2014年的1700 μg·m-3下降到2017年的 1200 μg·m-3，下降了 29.41%；O3-8 h由 2014年的 148 μg·m-3上升到 2017 年的 153 μg·m-3，上升了3.38%。PM2.5和 CO第 95%位數(shù)日均質(zhì)量濃度除2014年超標(biāo)外，其余年份均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，O3-8 h質(zhì)量濃度則全部達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

圖3 廣東省1998－2017年酸雨頻率空間分布Fig. 3 Distribution of frequency of acid rain in Guangdong from 1998 to 2017

圖4 廣東省2001－2017年大氣主要污染物濃度變化Fig. 4 Changes of major pollutants’ mass concentration in Guangdong from 2001 to 2017

3.3大氣主要污染物濃度空間變化

3.3.1 SO2

2001－2014年間，廣東省21個(gè)地級市中，除2003年和2004年的韶關(guān)、廣州和佛山市的SO2污染超標(biāo)外，其余年份的韶關(guān)、廣州、肇慶、佛山、東莞、中山、深圳、江門、茂名和潮州市的SO2年均質(zhì)量濃度均在 20－60 μg·m-3之間，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，其余地市 SO2年均質(zhì)量濃度小于 20μg·m-3，達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)（圖5）。可見，2001－2014年間，廣東省SO2污染較重地區(qū)主要分布在珠江三角洲和粵北的部分地區(qū)。但在2015－2017年，全省各市SO2年均質(zhì)量濃度均達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)，SO2污染得到明顯控制。

表2 廣東省2014－2017年大氣主要污染物濃度變化Table 2 Changes of major pollutants concentration in Guangdong from 2014 to 2017 μg·m-3

圖5 廣東省2001－2017年SO2年均質(zhì)量濃度分布Fig. 5 Distribution of average annual mass concentration of SO2 in Guangdong from 2001 to 2017

3.3.2 NO2

圖6給出了廣東省2001－2017年NO2質(zhì)量濃度年均值的分布狀況，由圖6可知，研究期間，廣州市、佛山市、深圳市和東莞市的大部分年份，其NO2年均濃度均超過 40 μg·m-3，屬超標(biāo)地區(qū)。此外，2001－2012年間，韶關(guān)市、肇慶市、清遠(yuǎn)市、肇慶市、中山市、珠海市、江門市、潮州市、汕頭市和揭陽市的 NO2年均質(zhì)量濃度均在 20－40 μg·m-3之間，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，其余地市 NO2年均質(zhì)量濃度均小于20 μg·m-3，達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)。但在2013－2017年間，NO2年均質(zhì)量濃度均小于20 μg·m-3的地市數(shù)量減少，到2017年僅有汕尾市、湛江市和茂名市的 NO2年均質(zhì)量濃度均小于20 μg·m-3，達(dá)國家一級標(biāo)準(zhǔn)，其余地市達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.3 PM10

圖7給出了廣東省2001－2017年P(guān)M10年均質(zhì)量濃度的分布狀況，由圖7可知，2004－2008年間，廣東省 PM10年均質(zhì)量濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn) 70 μg·m-3的地市數(shù)量較多，在空間分布上，以粵北的韶關(guān)市、珠三角的廣州市、佛山市、東莞市、江門市、肇慶市以及粵西的云浮市和茂名市為主。河源市和陽江市PM10年均質(zhì)量濃度達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)，其余地市達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。2009－2014年間，除少數(shù)年份個(gè)別地市 PM10年均質(zhì)量濃度超標(biāo)外，其余地市均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。2015－2017年間，廣東省（除 2016年湛江市和梅州市達(dá)國家一級標(biāo)準(zhǔn)外）PM10年均質(zhì)量濃度均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.4 PM2.5

圖8給出了廣東省2014－2017年P(guān)M2.5年均質(zhì)量濃度的分布狀況，由圖8可知，2014年，僅有湛江市、云浮市、珠海市、深圳市、惠州市和汕尾市的 PM2.5年均質(zhì)量濃度在 15－35 μg·m-3之間，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，其余15個(gè)地市的PM2.5年均質(zhì)量濃度均超過35 μg·m-3，屬超標(biāo)地區(qū)。2015年和2016年間PM2.5年均質(zhì)量濃度超標(biāo)情況有所改善，PM2.5年均質(zhì)量濃度超標(biāo)地市數(shù)量分別減少到 6個(gè)和 5個(gè)，但到2017年又開始加重，PM2.5年均質(zhì)量濃度超標(biāo)地市數(shù)量又增加到8個(gè)?？偟膩碚f，2014－2017年間，廣東省 PM2.5年均質(zhì)量濃度含量較大，污染程度較高，盡管超標(biāo)地市數(shù)量有所減少，但形勢仍相當(dāng)嚴(yán)峻。

3.3.5 O3-8 h

圖9給出了廣東省2014－2017年O3-8 h年均質(zhì)量濃度的分布狀況，由圖9可知，2014－2017年間，廣東省大部分地市O3-8 h年均質(zhì)量濃度在100－160 μg·m-3之間，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，僅有少部分地市O3-8 h平均含量高于160 μg·m-3，出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。如 2014年有肇慶、佛山、廣州、深圳和汕尾5市O3年均質(zhì)量濃度超標(biāo)，2015年和2016年均只有2個(gè)地市超標(biāo)，2017年有深圳、廣州、佛山、中山和江門5市超標(biāo)。

圖6 廣東省2001－2017年NO2年均質(zhì)量濃度分布Fig. 6 Distribution of average annual mass concentration of NO2 in Guangdong from 2001 to 2017

圖7 廣東省2001－2017年P(guān)M10年均質(zhì)量濃度分布Fig. 7 Distribution of average annual mass concentration of PM10 in Guangdong from 2001 to 2017

3.3.6 CO第95%位數(shù)污染情況

CO第 95%位數(shù)質(zhì)量濃度均值的空間分布顯示，除 2014年的韶關(guān)市、云浮市、汕尾市和潮州市的 CO第 95%位數(shù)質(zhì)量濃度均值在 2－4 μg·m-3之間，達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)外，各年份各地市的CO第95%位數(shù)質(zhì)量濃度均小于 2 μg·m-3，達(dá)國家一級標(biāo)準(zhǔn)（圖10）?？梢姡?014－2017年間，廣東省大氣CO濃度含量較小，總體處于優(yōu)良水平。

3.4主要污染物

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）6 項(xiàng)監(jiān)測因子（SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3-8 h、CO）以及廣東省環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)顯示，2014年，廣東省大氣環(huán)境首要污染物主要為 PM2.5（占首要污染物比例為46.3%），其次為O3-8 h（占32.8%）和 NO2（占 10.4%）。2015－2017年間，全省大氣環(huán)境首要污染物主要為 O3-8 h，其次為 PM2.5和NO2。從地域上看，2013－2017年間，珠江三角洲地區(qū)的大氣環(huán)境首要污染物基本與全省一致，珠三角以外的粵東西北地區(qū)除O3-8 h和PM2.5污染較重外，PM10的污染也較為嚴(yán)重（表3）。

3.5大氣環(huán)境質(zhì)量總體情況

圖8 廣東省2014－2017年P(guān)M2.5年均質(zhì)量濃度分布Fig. 8 Distribution of average annual mass concentration of PM2.5 in Guangdong from 2014 to 2017

圖9 廣東省2014－2017年O3-8 h年均質(zhì)量濃度值Fig. 9 Distribution of average annual mass concentration of O3-8 h in Guangdong from 2014 to 2017

表4列出了廣東省2014－2017年間，21個(gè)地級市分屬大氣環(huán)境質(zhì)量等級的數(shù)量比例及其變化情況。可見，2017年，全省各地市SO2和CO第95%位數(shù)質(zhì)量濃度均達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)；PM10全部達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)；NO2達(dá)國家一級標(biāo)準(zhǔn)、二級標(biāo)準(zhǔn)以及超標(biāo)的比例分別為23.8%、61.9%和14.3%；PM2.5和 O3-8 h在各地市均未達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)，其中PM2.5達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)的地市比例為61.9%，超標(biāo)的為 38.1%；PM2.5達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)的地市比例為76.2%，超標(biāo)的為23.8%。從2014－2017年間的各地市所屬大氣環(huán)境質(zhì)量等級的數(shù)量比例來看，全省除NO2和O3-8 h超標(biāo)的地市稍有增加外，其余指標(biāo)均多向國家一級標(biāo)準(zhǔn)或二級標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變，表明廣東省大氣環(huán)境質(zhì)量逐年得到改善，大氣環(huán)境治理成效較為明顯。

3.6影響因素分析

3.6.1 地理位置及氣象條件

圖10 廣東省2014－2017年CO第95%位數(shù)年均質(zhì)量濃度分布Fig. 10 Distribution of average annual mass concentration of 95 percentile of CO in Guangdong from 2014 to 2017

表3 廣東省2013－2017年大氣首要污染物及所占比例Table 3 The major pollutants and their proportion in Guangdong from 2013 to 2017 %

酸雨的形成受地理環(huán)境及氣象條件的影響較大。本研究結(jié)果顯示，韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市、廣州市以及其他珠三角地區(qū)城市的酸雨發(fā)頻率均高于其他地區(qū)，主要原因在于受廣東省北倚南嶺、南瀕南海，地勢北高東低這一地理環(huán)境條件的影響，使得位于腹地的珠三角地區(qū)極利于空氣污染物的積聚，進(jìn)而導(dǎo)致酸雨的形成。同時(shí)，由于廣東省冬季主要以北風(fēng)為主、夏季以東南風(fēng)為主，形成大氣南北輸送和擴(kuò)散的通道，由此形成酸雨以廣州—清遠(yuǎn)為軸線的南北主導(dǎo)風(fēng)向上的條狀分布特征（金臘華，2002）。而降雨量、風(fēng)速等氣象條件也會影響到降水pH值的大小，一般表現(xiàn)為降雨量大、風(fēng)速大，則降水pH值就高，反之亦然（伍世豐，2011）。

3.6.2 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展

不同大氣污染物排量的大小與人口數(shù)量、地區(qū)生產(chǎn)總值、機(jī)動車保有量、能源消耗結(jié)構(gòu)等的變化而有所差異。2000年以來，廣東省常住人口、地區(qū)生產(chǎn)總值、民用汽車擁有量等分別從 2000年的8650萬人、10810.21億元、1729054輛增長到2017年的11169萬人、89705.23億元、18949381輛（廣東省統(tǒng)計(jì)局，2018），人口快速增長帶來人類活動的大量增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，大部分產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長仍由高投入、高消耗、高排放和高污染來支撐、機(jī)動車數(shù)量的快速增長等，均直接導(dǎo)致大氣污染物，尤其是SO2和NOx排放量的增加，進(jìn)而加重地區(qū)性酸雨污染問題。此外，2000年以來，全省一次性能源消耗結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變，原煤、原油、天然氣以及電力的消耗構(gòu)成分別由2000年的52.2%、35.0%、0.2%和12.6%調(diào)整為2017年的39.5%、25.9%、8.4%和26.2%（廣東省統(tǒng)計(jì)局，2018），可見，全省清潔能源使用率偏低，能源消費(fèi)大部分仍為原煤和原油，同樣直接導(dǎo)致SO2和NOx等大氣污染物排放總量的增加，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠三角地區(qū)，能源消費(fèi)成為其大氣復(fù)合污染（如酸雨、光化學(xué)煙霧、顆粒物等）的一個(gè)重要來源（伍世豐，2011）。

表4 廣東省2014－2017年間21個(gè)地級市大氣環(huán)境質(zhì)量情況Table 4 Atmospheric environmental quality of the 21 prefecture-level cities in Guangdong from 2014 to 2017

3.6.3 大氣污染治理措施

研究期間，廣東省大氣環(huán)境質(zhì)量得到逐年改善，這與全省大氣環(huán)境污染治理措施的有效實(shí)施有關(guān)。“十一五”期間，國家通過火電廠和工業(yè)燃燒能源的減排，嚴(yán)格控制SO2的排放。在此期間，廣東以舉辦亞運(yùn)會為契機(jī)，加大污染減排力度，相繼出臺《廣東省機(jī)動車排氣污染防治條例(修訂)》、《廣東省環(huán)境保護(hù)規(guī)劃綱要（2006—2020年）》、《珠江三角洲環(huán)境保護(hù)規(guī)劃綱要（2004—2020年）》、《廣東省珠江三角洲大氣污染防治辦法》等法律法規(guī)，全面實(shí)施《廣東省珠江三角洲清潔空氣行動計(jì)劃》、《廣東省機(jī)動車排氣污染防治實(shí)施方案》、《廣東省油氣回收綜合治理工作方案》等一系列工作方案，大力調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大淘汰落后產(chǎn)能力度，積極推進(jìn)大氣污染防治，在SO2、NO2和可吸入顆粒物的減排方面均取得了較好效果（姜紅石等，2011）?！笆濉逼陂g，廣東又相繼出臺了《廣東省藍(lán)天工程計(jì)劃》、《廣東省環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃》、《廣東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測“十三五”規(guī)劃》等，加大了全省大氣環(huán)境污染防治工作力度（彭鴻，2018），這對全省大氣環(huán)境質(zhì)量的改善起到了積極的推動作用。

4 結(jié)論與討論

4.1討論

本研究基于廣東省 1998－2017年的環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，借助ArcGIS 10.2軟件分析平臺，選取影響大氣環(huán)境質(zhì)量的降水pH均值、酸雨頻率、SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3-8 h 和 CO 第 95%位數(shù)等指標(biāo)，對廣東省的大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了時(shí)空特征分析。由于廣東省歷年環(huán)境狀況公報(bào)中統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的時(shí)間序列存在一些差異，因此，本研究分析了1998－2017年間的降水pH均值和酸雨頻率的時(shí)空分布特征，2001－2017年間 SO2、NO2和 PM10的時(shí)空分異特征以及2014－2017年間O3-8 h、PM2.5和CO的時(shí)空分異特征，導(dǎo)致所有指標(biāo)在時(shí)間序列上的分析不能統(tǒng)一，最終影響到研究結(jié)果的一致性。此外，本研究只對研究期間廣東省各地市大氣主要污染物質(zhì)量濃度的時(shí)空分布特征及其影響因素進(jìn)行了簡單分析，未能將大氣污染物質(zhì)量濃度的時(shí)空分布與主要影響因素進(jìn)行相關(guān)分析，需要在以后的研究中進(jìn)一步完善。

4.2結(jié)論

（1）廣東省降水 pH年均值由 1998年的 4.71提高到2017年的5.14，且大多年份的降水pH年均值維持在5.0－5.6之間，屬輕酸雨區(qū)。同時(shí)，全省輕酸雨發(fā)生地市所占比例由1998年的57.14%上升到2017年的100%。在空間分布上，1998年，韶關(guān)和清遠(yuǎn)2市的降水pH值＜4.5，屬重酸雨區(qū)；肇慶市、廣州市、佛山市、東莞市、深圳市、江門市和潮州市的降水pH值在4.5－5.0之間；到2017年，僅有深圳市的降水pH均值在4.5－5.0間，佛山市、茂名市、清遠(yuǎn)市、韶關(guān)市、深圳市、肇慶市和珠海市的降水pH均值在在5.0－5.6之間，其余均大于5.6，屬非酸雨區(qū)。在酸雨頻率發(fā)生方面，1998年，清遠(yuǎn)市和佛山市的酸雨頻率＞75%，屬重酸雨區(qū)；韶關(guān)市、廣州市、江門市、東莞市、深圳市、潮州市和汕頭市的酸雨頻率在50%－75%間，屬中酸雨區(qū)，其余地市為輕酸雨區(qū)或非酸雨區(qū)。在 2017年，僅有韶關(guān)市、珠海市、佛山市和深圳市的酸雨頻率在25%－50%間，屬輕酸雨區(qū)，其余地市均小于25%，屬非酸雨區(qū)。

（2）1998－2017年間，廣東省大氣環(huán)境質(zhì)量多在國家環(huán)境空氣質(zhì)量二、三級標(biāo)準(zhǔn)浮動，少部分指標(biāo)達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)?？臻g分布上，全省大氣主要污染物除NO2質(zhì)量濃度上升，O3-8 h波動變化外，SO2、NO2、PM10和PM2.5均呈現(xiàn)下降趨勢。到2017年，SO2和CO第95百分位數(shù)在全省各地市均達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)、PM10均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)；廣州市、佛山市和深圳市的 NO2質(zhì)量濃度＞40 μg·m-3，屬超標(biāo)地區(qū)；河源市、汕屬市、陽江市、茂名市和湛江市的 NO2質(zhì)量濃度＜20 μg·m-3，達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn)；其余地市達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)。在PM2.5方面，2014年，全省僅有湛江市、云浮市、珠海市、深圳市、惠州市和汕尾市的質(zhì)量濃度在15－35 μg·m-3之間，達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)，其余地市均大于35 μg·m-3，屬超標(biāo)地區(qū)，到2017年仍有韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市、肇慶市、云浮市、佛山市、江門市和東莞市的 PM2.5質(zhì)量濃度超標(biāo)，其余地市達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)。O3-8 h日均質(zhì)量濃度方面，2017年仍有廣州市、佛山市、東莞市、中山市和江門市超標(biāo)，其余地市均達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。

（3）在首要污染物方面，近年來，廣東省大氣環(huán)境首要污染物主要為 O3-8 h，其次為 PM2.5和NO2。從地域分布上看，研究期間，珠三角地區(qū)的大氣環(huán)境首要污染物基本與全省一致，粵東西北地區(qū)除O3-8 h和PM2.5污染較重外，PM10的污染也較為嚴(yán)重。