“十三五”期間福州市大氣污染物特征分析

吳秀珍

(福建省福州環(huán)境監(jiān)測中心站，福建 福州 350011)

1 引言

當(dāng)前，生態(tài)文明建設(shè)和體制改革加速推進(jìn)，新環(huán)保法和大氣、水、土壤專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃相繼出臺，黨政同責(zé)、終生追究、環(huán)保督察等要求更加明確，污染治理標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識高度、推進(jìn)力度、實(shí)踐深度前所未有。福建省是全國首個(gè)生態(tài)文明先行示范區(qū),福州市把生態(tài)文明建設(shè)放在城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局的突出戰(zhàn)略位置，協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)紅線保護(hù)、重點(diǎn)區(qū)域綜合整治等重大舉措。此外，社會公眾環(huán)境意識不斷提升，對環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的要求也不斷提高。

“十三五”是福州加快轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、促升級的重要時(shí)期，是全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、加快福州新區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期。在新常態(tài)背景下，全市環(huán)境保護(hù)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。受機(jī)動(dòng)車數(shù)量快速增加、黃標(biāo)車超標(biāo)排放尾氣、城區(qū)垃圾焚燒以及餐飲油煙污染等影響，PM2.5、O3為代表的復(fù)合型大氣污染問題日益突顯，大氣環(huán)境保護(hù)也被列入了“十三五”規(guī)劃[1]。在“十三五”規(guī)劃指引下，全市各級政府及相關(guān)部門高度重視大氣污染防治工作，注重運(yùn)用法律、行政、經(jīng)濟(jì)等手段促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。制定出臺《福州市大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施細(xì)則》《福州市臭氧污染應(yīng)對辦法》及《2020年福州市顆粒物污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等一系列規(guī)定，安排修訂《福州市大氣污染防治辦法》也列入《福州市人大常委會2020年立法計(jì)劃》，為深化大氣污染治理提供了制度保障。

近幾年我國學(xué)者在大氣環(huán)境預(yù)測方法和各類模型研究的基礎(chǔ)上，對大氣污染物特征開展了廣泛研究[2～18]。開展大氣污染物特征及污染防治對策的研究可以理順區(qū)域環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系，提高福州市保護(hù)大氣環(huán)境的積極性,同時(shí)可以進(jìn)一步采取措施進(jìn)行大氣污染防治、有效減少大氣污染問題的發(fā)生。

綜上，“十三五”期間福州市大氣污染物特征及污染防治對策的研究既可為編制福州市“十四五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃提供重要依據(jù)，也能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門的科學(xué)決策提供支持，對協(xié)調(diào)福州市區(qū)域社會、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的關(guān)系具有重要意義。

2 研究區(qū)概況

福州市[19](25°15′N～26°39′N，118°08′E～120°31′E)別名榕城，為福建省省會，位于福建省東部，東瀕東海,是一個(gè)典型的河口盆地城市，四周被群山峻嶺所環(huán)抱，境內(nèi)地勢自西向東傾斜。全市總面積1.2萬km2，山地、丘陵占全區(qū)土地總面積的72.68%，閩江橫貫市區(qū)東流入海，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。福州市是中國市場化程度和對外開放度較高的地區(qū)之一，定位在福建發(fā)展和海西建設(shè)全局中發(fā)揮龍頭帶動(dòng)作用，是福建省重要的交通樞紐和物流中心。經(jīng)濟(jì)、政治、社會、文化等方面的優(yōu)勢和有利條件吸引了眾多重大項(xiàng)目落地福州，全國特殊奧林匹克運(yùn)動(dòng)會、首屆全國青年運(yùn)動(dòng)會、數(shù)字峰會、世界遺產(chǎn)大會等越來越多國內(nèi)國際大型活動(dòng)也趨向于在福州舉行。隨著福州市經(jīng)濟(jì)連續(xù)高速增長帶來的大氣污染問題也一直被市委、市政府及相關(guān)部門所關(guān)注，福州市也成為了大氣污染治理的熱點(diǎn)區(qū)域。

3 數(shù)據(jù)與方法

3.1 數(shù)據(jù)來源

福州市共有鼓山、五四北、楊橋西路、紫陽、師大、九龍6個(gè)國控空氣質(zhì)量監(jiān)測站點(diǎn)，鼓山國控空氣質(zhì)量監(jiān)測站點(diǎn)作為背景點(diǎn)不列入此次參考范圍。分別收集上述監(jiān)測站點(diǎn)2016年1月1日至2020年9月30日SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等污染成分日均濃度數(shù)據(jù)作為本次研究的數(shù)據(jù)源，各類污染氣體的監(jiān)測儀器詳見表1。

3.2 數(shù)據(jù)處理方法

由于停電、連接不良、分析儀器離線、有效監(jiān)測時(shí)數(shù)不足等原因?qū)е律倭刻鞌?shù)或個(gè)別空氣質(zhì)量監(jiān)測站點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失或是監(jiān)測數(shù)據(jù)無效(缺失及無效率可忽略)，移除缺失或無效數(shù)據(jù)后，利用福州市dbsee5s及airsum數(shù)據(jù)查詢平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，將以上除鼓山(背景點(diǎn))外的其他5個(gè)國控點(diǎn)位監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值作為福州市空氣質(zhì)量各指標(biāo)的監(jiān)測值，通過Oracle 11g進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

表1 主要監(jiān)測儀器

4 結(jié)果與討論

該研究分析了福州市“十三五”期間環(huán)境空氣質(zhì)量狀況(達(dá)標(biāo)情況、超標(biāo)因子、首要污染物等)、各污染物的濃度變化特征及“十三五”期間整體趨勢。

4.1 福州市“十三五”期間環(huán)境空氣質(zhì)量狀況

福州市“十三五”期間每年綜合指數(shù)均低于2015年，環(huán)境質(zhì)量整體向好，相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)詳見表2，由表2可看出“十三五”期間福州市首要污染物均為NO2、PM10、PM2.5、O3四類。

由圖1可看出“十三五”期間福州市空氣質(zhì)量優(yōu)良率先呈逐年下降趨勢，到2018年達(dá)到最低值，而后逐年升高；超標(biāo)率反之，在2018年達(dá)到峰值(輕度污染天數(shù)高達(dá)28 d)：2018年福州市較往年提前進(jìn)入高溫晴熱天氣，臺風(fēng)數(shù)量減少，降雨量下降，受不利氣象條件及區(qū)域性臭氧污染傳輸影響，疊加本地污染源，導(dǎo)致臭氧濃度升高，從4月10日首次出現(xiàn)臭氧輕度污染始，到10月30日止，臭氧超標(biāo)天數(shù)同比增多至26 d，全年以臭氧為首要污染物的天數(shù)高達(dá)151 d，臭氧污染形勢十分嚴(yán)峻。

表2 2015年1月1日至2020年9月30日福州市環(huán)境空氣質(zhì)量相應(yīng)指標(biāo)數(shù)值

總體而言，“十三五”期間，福州市堅(jiān)持打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，扎實(shí)推進(jìn)二氧化硫和氮氧化物減排，能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰落后產(chǎn)能，壓減過剩產(chǎn)能；執(zhí)行重點(diǎn)行業(yè)大氣污染物特別排放限值、開展揮發(fā)性有機(jī)物治理，積極推進(jìn)鋼鐵行業(yè)超低排放改造；持續(xù)推進(jìn)揚(yáng)塵污染、移動(dòng)源污染、礦山復(fù)綠等專項(xiàng)整治行動(dòng)，持續(xù)推動(dòng)大氣環(huán)境質(zhì)量改善。

4.2 福州市主要環(huán)境空氣指標(biāo)變化特征

根據(jù)圖2，“十三五”以來，主要環(huán)境空氣指標(biāo)中，SO2、NO2年均濃度在較低水平波動(dòng)；PM10、PM2.5年均濃度及CO總體呈緩慢下降趨勢；和2015年相比，O3

濃度在2016年有所下降，至2017年又大幅度反彈，2018年持續(xù)升高，2019～2020年9月30日有所下降。參照表3[20]，六類污染物的濃度均低于國家規(guī)定的二級濃度限值，其中SO2、NO2、及CO都達(dá)到環(huán)境空氣一類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，且濃度遠(yuǎn)優(yōu)于一級濃度限值水平。PM10、PM2.5及O3濃度則還有改善空間[21]。

近年來，福州市在揚(yáng)塵污染問題的治理上力度不斷加強(qiáng)。道路和施工是大部分城市揚(yáng)塵的主要來源，建筑工地、拆遷工地、施工道路、市政設(shè)施的建設(shè)等項(xiàng)目在施工過程中采取的降塵、覆蓋等防護(hù)措施相對到位，特別是在《提升福州市環(huán)境空氣質(zhì)量行動(dòng)計(jì)劃》及歷年實(shí)施方案出臺后，福州市對揚(yáng)塵的管控措施已形成常態(tài)化管理，管理效果顯著，顆粒物年均濃度及PM10、PM2.5為首要污染物的天數(shù)逐年減少。而O3生成與其前體物存在非線性關(guān)系:大氣中NOx濃度較高時(shí)，臭氧生成受 VOCs 控制；當(dāng)大氣中 VOCs濃度較高時(shí)，臭氧生成受 NOx控制[6]，不當(dāng)?shù)目刂拼胧┛赡芷鸬较喾吹淖饔谩?/p>

圖2 福州市主要環(huán)境空氣指標(biāo)變化趨勢

表3 環(huán)境空氣污染物基本項(xiàng)目濃度限值

4.3 4種首要污染物歷年占比變化特征

根據(jù)表2，對福州市“十三五”期間歷年的首要污染物進(jìn)行分析，得出首要污染物變化趨勢(如圖3，其中2015年的占比作為參照，2020年的數(shù)據(jù)截至9月30日)。由圖3可看出，PM10、PM2.5及NO2為首要污染物的天數(shù)占比均呈穩(wěn)步下降趨勢，至2020年統(tǒng)計(jì)時(shí)段，占比下降至5%以下，其中NO2低至0.4%。而O3則出現(xiàn)相反趨勢，首要污染物為O3的占比在“十三五”期間大幅上升，最高值在2018年達(dá)到41.4%，而后兩年雖有所回落，但占比仍高于38%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2015年首要污染物處于高位的PM10水平(26.1%)。隨著顆粒物濃度的降低，臭氧逐漸成為影響福州市環(huán)境空氣質(zhì)量的首要因素。

圖3 福州市“十三五”期間首要污染物變化趨勢

結(jié)合福州市“十三五”期間首要污染物變化趨勢，將O3作為主要污染因子，對其成因及防控對策進(jìn)行分析，以期達(dá)到更好的防治效果。

5 O3影響因素分析

5.1 本地污染源影響

O3生成的主要前體物為氮氧化物(NOx)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，根據(jù)福州市大氣污染源清單編制工作的調(diào)查結(jié)果顯示，VOCs主要來源機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)源(化工醫(yī)藥、工業(yè)涂裝、油氣揮發(fā)、家具、塑料、印刷、鋼鐵煉焦行、電子信息、化纖印染等行業(yè))排放和加油站油氣揮發(fā),氮氧化物主要來源工業(yè)源(建陶、鋼鐵煉焦、火電與垃圾焚燒發(fā)電、化工化纖行業(yè)等)排放和交通污染源(機(jī)動(dòng)車尾氣排放)。

5.2 氣象條件影響

當(dāng)遇到不利氣象條件時(shí)，如：副熱帶高壓、高溫、邊界層低、靜穩(wěn)天氣等不利氣象條件下，容易導(dǎo)致臭氧前體物累積并發(fā)生臭氧輕微污染，且發(fā)生輕微污染后一般需要2～3 d時(shí)間污染物方可逐步消耗消散。

5.3 地形地貌影響

福州地處閩江下游沖擊盆地，三面環(huán)山，擴(kuò)散條件差，污染物聚集后不易擴(kuò)散，這也是造成輕微污染的原因之一。

5.4 外來傳輸影響

由于九龍國控點(diǎn)位地處沿海，極易受到沿海臭氧傳輸影響，此外，外來高空傳輸也極易對福州市空氣質(zhì)量造成不利影響。

6 結(jié)論

(1)“十三五”期間，福州市首要污染物均為NO2、PM10、PM2.5、O3四類，六類污染物濃度均達(dá)到國家二級濃度限值，其中SO2、NO2及CO遠(yuǎn)優(yōu)于一級濃度限值水平，環(huán)境質(zhì)量整體向好。

(2)從福州市空氣質(zhì)量天數(shù)比例來看，“十三五”期間福州市空氣質(zhì)量優(yōu)良率呈先降后升趨勢。2018年超標(biāo)率最高，達(dá)到7.7%，其中O3超標(biāo)天數(shù)高達(dá)26 d，全年以O(shè)3為首要污染物的天數(shù)高達(dá)151 d，O3污染嚴(yán)重。

(3)從福州市主要環(huán)境空氣指標(biāo)變化趨勢來看，“十三五”以來，福州市主要環(huán)境空氣指標(biāo)中，SO2、NO2年均濃度在較低水平波動(dòng)，PM10、PM2.5及CO總體呈下降趨勢，O3則呈先升后降趨勢。

(4)PM10、PM2.5及NO2為首要污染物的天數(shù)占比均呈穩(wěn)步下降趨勢，O3相反，首要污染物為O3的占比在“十三五”期間大幅上升，最高值在2018年達(dá)到41.4%，而后兩年占比仍處于高位。O3污染是當(dāng)前福州市最突出的大氣污染問題，要控制O3污染，關(guān)鍵在控制機(jī)動(dòng)車尾氣及工業(yè)源排放，沿海及外來傳輸?shù)挠绊懸膊蝗莺鲆暋?/p>

7 建議

通過對福州市“十三五”期間大氣污染物特征的研究，結(jié)合對首要污染因子O3的分析，提出以下建議。

(1)關(guān)注工業(yè)企業(yè)綜合治理。工業(yè)企業(yè)作為福州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，其污染綜合治理問題對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)具有基礎(chǔ)性全局性作用。為此要重點(diǎn)關(guān)注以下問題：一是淘汰落后產(chǎn)能。對機(jī)械裝備、石油化工等行業(yè)中不符合國家政策的企業(yè)進(jìn)行關(guān)停，并對上述行業(yè)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行減排。如通過工業(yè)園區(qū)集中供熱、進(jìn)行超低排放改造等減少NOx、SO2排放量。通過對汽車制造、家具制造、制鞋等行業(yè)推廣使用低揮發(fā)性的水性涂料，從源頭上減少VOCs的產(chǎn)生量。通過VOCs企業(yè)全過程控制，減少氣體泄露，提高廢氣收集率，化工與醫(yī)藥行業(yè)推廣使用LADR技術(shù)，減少無組織排放。對印染化纖行業(yè)加強(qiáng)VOCs廢氣末端治理，實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。全市新建鋼鐵、火電、水泥、有色金屬項(xiàng)目執(zhí)行大氣污染物特別排放限值。二是加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能。在重點(diǎn)耗能行業(yè)全面推行能效對標(biāo)，推進(jìn)工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)，推廣工業(yè)智能化用能監(jiān)測和診斷技術(shù)。三是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)清潔能源替代。

(2)強(qiáng)化移動(dòng)污染源、餐飲油煙以及煙花爆竹限放禁放的規(guī)定。建議采取高排放車輛限行措施及提前報(bào)廢補(bǔ)貼政策、提升燃油品質(zhì)、推廣使用新能源車等，實(shí)現(xiàn)道路源污染物控制；建議立法明確餐飲服務(wù)者應(yīng)主動(dòng)減少油煙排放，重申禁止開展餐飲服務(wù)項(xiàng)目的情形，通過安裝在線監(jiān)控等措施切實(shí)加強(qiáng)飲食業(yè)油煙污染防治監(jiān)督管理；對于煙花爆竹燃放，建議福州市作出相關(guān)規(guī)定強(qiáng)化節(jié)假日期間煙花爆竹管控工作。持續(xù)開展揚(yáng)塵污染防控工作。

(3)建立完善區(qū)域大氣污染防治協(xié)作機(jī)制，推進(jìn)環(huán)湄洲灣和環(huán)羅源灣-三都澳區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。