環(huán)境空氣質(zhì)量動態(tài)目標分解方法探討

何 平 臧競一

（1、四川大學，四川 成都610000 2、安新縣生態(tài)環(huán)境局，河北 安新071600)

國務院2013 年印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》首次明確了京津冀、長三角、珠三角區(qū)域PM2.5濃度階段性目標[1]，有力地促進區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的改善。《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃2018-2020》規(guī)定，到2020 年，PM2.5未達標的地級及以上城市濃度比2015 年下降18%以上，在《大氣十條》基礎上拓展了目標考核范圍、加重了目標考核壓力[2]。山東省《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)作戰(zhàn)方案暨2013-2020 年大氣污染防治規(guī)劃三期行動計劃（2018-2020 年）》對山東省各市州不同年度PM10、PM2.5、SO2、NO2和O3_8H做了目標任務分解規(guī)劃，提高了城市環(huán)境精細化管理水平的同時促進了環(huán)境空氣質(zhì)量的改善[3]。這些宏觀目標的制定是以尊重空氣質(zhì)量改善的客觀規(guī)律為前提，根據(jù)空氣質(zhì)量改善進程確定的環(huán)境空氣質(zhì)量目標任務。但在實施層面，時間跨度比較大的環(huán)境空氣質(zhì)量目標，面對復雜多變的氣象條件及特殊的地區(qū)差異也產(chǎn)生了指導性和靈活性不足的問題。因此，細化和分解當前城市環(huán)境空氣質(zhì)量目標是全面提升生態(tài)文明建設能力的必要手段，也是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)提高精細化管理能力的必要措施。

1 當前環(huán)境空氣質(zhì)量目標制定過程中存在的問題

當前，為落實國務院大氣污染防治行動計劃，各?。▍^(qū)）、市（州）都制訂了相應的階段性目標及年度目標。但存在兩個問題。其一，考核的指標未對PM10、SO2、NO2等年均濃度指標進行分解，導致部分指標偏高，為綜合指數(shù)改善“拖后腿”；其二，考核指標只是年度或秋冬季考核，未對各個時間段進行細化，具體實施過程中，短時間內(nèi)階段性目標并不明確，目標壓力全年分配不均，實施效果有待提高；同時，階段性考核在實施過程中不能根據(jù)實際情況實時調(diào)整，缺乏靈活性。

2 環(huán)境空氣質(zhì)量動態(tài)目標改進思路及方法

區(qū)域大氣系統(tǒng)是一個短期內(nèi)復雜多變、難以人為控制的系統(tǒng)。區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量受區(qū)域氣象因素和污染源的雙重影響為二者綜合作用的結果，監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律在很大程度上表征了氣象因素和污染源的影響效果[3]。多年的逐年逐月環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，盡管氣象因素復雜多變，但逐年逐月的污染物濃度年均值和月均值隨著季節(jié)和月度的變化仍呈現(xiàn)一定的規(guī)律性[4]。

本文思路：以安新縣環(huán)境空氣質(zhì)量動態(tài)目標制定為例，以年度目標為向導，逐月控制，實時更新，動態(tài)調(diào)整逐步逼近年度目標。

安新縣空氣質(zhì)量動態(tài)目標制定方法及步驟：（1）以河北省省生態(tài)環(huán)境廳、雄安新區(qū)設定的2019 年度考核目標PM2.5濃度58ug/m3、綜合指數(shù)同比下降5%的年度目標為前提，根據(jù)2018年安新縣PM10、SO2、NO2、CO 和O3_8H年均濃度值（CO 為95%分位數(shù)、O3_8H為90%分位數(shù)）對應的單項指數(shù)對年綜合指數(shù)的貢獻率分配各指標2019 年年度目標值；（2）根據(jù)2018 年各指標9-12 月各月分指數(shù)計算2019 年9-12 月份各月份污染物濃度的壓力指數(shù)；（3）計算2019 年9-12 月份各月污染物的壓力分擔率；（4）根據(jù)2019 年安新縣1-8 月各項指標累積濃度計算2019年9-12 月剩余控制濃度，通過壓力分擔率分配到9-12 月各月份，即理想目標濃度；（5）根據(jù)2019 年1-8 月CO 和O3_8H累計濃度情況（是否超過理想目標濃度）重新調(diào)整目標，即動態(tài)目標濃度。

污染物i 的單項指數(shù)li如（1）式計算：

式中：l 為污染物單項指數(shù)，無量綱;C 為污染物濃度值，PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3_8H單位為：ug/m3；CO 單位為：mg/m3;S 為與C 對應的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級標準限值。

污染物i 的壓力指數(shù)E 如（2）式計算：

式中：E 為污染物壓力指數(shù)，無量綱;I 為污染物單項指數(shù)，無量綱。

污染物i 的壓力分擔率F 如（3）式計算：

式中：F為污染物壓力指數(shù)，無量綱;E 為污染物壓力指數(shù)，無量綱。

污染物i 的目標濃度G 如（4）式計算：

3 環(huán)境空氣質(zhì)量動態(tài)目標分解案例

3.1 區(qū)域概況

安新縣設9 鎮(zhèn)4 鄉(xiāng)，全縣人口41 萬人（2017 年），總面積為738 平方公里，2017 年GDP 為62 億元，“華北名珠”白洋淀就在安新境內(nèi)，白洋淀占安新全縣總面積42%。選取安新縣縣2018年1-12 月六項指標個月濃度均值及年度綜合指數(shù)、2019 年1-8月各月各指標濃度均值及截止2019 年8 月31 日累計濃度。

表1 2019 年年度目標分解表

表2 2019 年9-12 月份各指標目標分解表

表3 2019 年9-12 月份月度考核目標

表4 2019 年年度目標分解對比

表5 2019 年9-12 月份PM2.5 目標分解對比

3.2 2019 年9-12 月目標制定

擬制定的分解目標為《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）中確定的六項指標，使用的2018 年全年級2019 年1-8 月份數(shù)據(jù)均為通過《國家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)審核及復核技術要求》剔除無效值的審核數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源：河北省環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)（http：//121.28.49.85：9999/#/login）。

按照既定目標2019 年安新縣年度綜合指數(shù)同比需下降5%，即2019 年綜合指數(shù)年度目標為5.936，通過2018 年各指標分指數(shù)對綜合指數(shù)的年度貢獻率分解2019 年年度綜合指數(shù)目標，得出原始目標值；（1）根據(jù)上述分解結果，2019 年PM2.5年度目標為57.76ug/m3,但安新縣已有既定年度目標，為58ug/m3，所以需在2019 年目標綜合指數(shù)中扣除PM2.5的分指數(shù)，然后將扣除后的綜合指數(shù)重新分配到其他五項指標；（2）截止8 月31 日，安新縣CO 年累計濃度的95%分位數(shù)最好只能達到2.8mg/m3、O3_8H年累計濃度的90%分位數(shù)最好只能達到192ug/m3，已超過2019 年設定的年度目標值，故需要調(diào)整目標，將超出部分的壓力以綜合指數(shù)的形式傳遞給PM10、SO2和NO2；形成調(diào)整后的年度目標；（3）設定2019 年9-12 月目標值。年度目標及2019 年9-12 月份月度目標分解見表1 及表2。

由上可知，2019 年9 月1 日-2019 年12 月31 日，安新縣CO 日均濃度只要不超過2.8mg/m3、每日O3_8H濃度不超過192ug/m3，即可完成設定的年度目標（最好也只能達到），故表2未列出9-12 月目標；但是，運用相同的分解原理可制定出CO和O3_8H的月度分解目標，見表3，為相關部門月度綜合指數(shù)的考核提供方法支撐。

4 不確定性分析

本方法不確定性主要有以下三種：（1）氣象條件的不確定性，由于2019 年的年度目標及月度目標的分解均是2018 年實際監(jiān)測值的外推，2019 年與2018 年的氣象條件的不確定性可能會使2019 年與2018 年氣象條件變化大的時間段的目標值與實際值存在較大的偏差；（2）人為控制的不確定性，由于當?shù)卣块T對2019 年大氣污染防治工作的部署，各行動計劃的實施會直接導致目標值與實際值產(chǎn)生偏差，比如散煤專項整治等行動會使設定的SO2等目標值與監(jiān)測值存在偏差；（3）方法本身的不確定性，由于PM2.5目標值是既定的和CO 和O3_8H分指數(shù)的計算方式是取分位數(shù)計算的，計算2019 年9-12 月目標值時已將超出原始目標值的部分傳遞給了PM10、SO2和NO2，間接增加了PM10、SO2和NO2的目標值與實際值的偏差。

5 結果與討論

2019 年年度目標中，PM2.5、SO2和CO 濃度目標值與實際值一致，PM10、NO2和O3_8H目標值偏低，PM10偏低4ug/m3、NO2偏低6ug/m3、O3_8H偏低13ug/m3。其中，PM10、NO2目標值偏低可能是因為CO 和O3_8H的壓力傳遞；O3_8H目標值偏低是因為9-10 月份，安新縣各出現(xiàn)了12 天、2 天O3_8H濃度值超過192ug/m3的情況（如表4）。

以PM2.5為例，對比常見的3 種目標分解方法，見表5。目標2 為根據(jù)2017 年、2018 年空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)及污染物濃度變化率依時間序列分析進行的趨勢外推[5]所得到的結果，目標3 是根據(jù)2018 年逐月月均值對全年度均值的貢獻率分配后得到的[6]。

2019 年9 月份三種計算結果均與實際監(jiān)測值存在較大偏差，目標值設定明顯偏低，但整體上，2019 年9 月-12 月目標1與目標3 計算結果大致一致，且與實際值趨勢較為一致。2019年11 月和12 月，目標1 與實際值的絕對偏差均小于目標2 與目標3 與實際值的絕對偏差；2019 年9 月目標1 與目標2、目標3 三種計算方法結果較為接近，且目標1 目標值介于目標2 與目標3 之間；2019 年10 月份目標1 與實際值差8ug/m3，目標2與實際值相差4ug/m3。

6 結論

從以上案例應用可以看出，該方法以《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級濃度限值為基礎，將年度目標分擔到六個指標之上，充分體現(xiàn)《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》的核心要義，在政治站位上更能體現(xiàn)以人民身體健康為中心的生態(tài)文明建設思想。同時有助于地方政府增強數(shù)據(jù)分析和積累、提高各單位及領導的積極性和主動性，為環(huán)境空氣質(zhì)量目標管理精細化管理調(diào)整目標、化解主要環(huán)境問題等提供決策對策，具有較強的全面性、前瞻性和可達性，也具有一定的靈活性、科學性和實用性。