福鼎市2015～2020年空氣質(zhì)量變化趨勢及影響因素分析

賴穎穎

（寧德市福鼎環(huán)境監(jiān)測站，福建 寧德 355200）

大氣污染是指由于人類活動(dòng)或自然過程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和人們的福利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及能源消耗的增加，同時(shí)由于人們生活水平的提高，機(jī)動(dòng)車保有量也在持續(xù)增加，導(dǎo)致空氣污染問題越來越嚴(yán)重。2020年我國也提出力爭在2030年達(dá)到碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的雙碳目標(biāo)。由此可見，大氣污染問題已成為日益突出的環(huán)境問題，空氣質(zhì)量狀況也越來越多地引起了公眾的關(guān)注。本文以福鼎市空氣自動(dòng)監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)和參照空氣質(zhì)量指數(shù)分析方法對該市2015～2020年期間的NO2、PM2.5以及O3等因子進(jìn)行分析，明確其變化趨勢，探討影響空氣質(zhì)量的主要因素，為該市大氣污染控制提出幾點(diǎn)建議。

1 數(shù)據(jù)來源及分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文主要以福鼎市兩座空氣自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)控子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行分析評價(jià)。

1.2 評價(jià)指標(biāo)

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范》（試行）（HJ663-2013），本文主要以NO2的年平均濃度值、PM2.5的年平均濃度值以及O3的日最大8小時(shí)滑動(dòng)平均值第90百分位數(shù)值為評價(jià)因子。

1.3 研究方法

依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中的表1的二級標(biāo)準(zhǔn)，參照空氣質(zhì)量綜合指數(shù)分析方法，對這三個(gè)因子進(jìn)行質(zhì)量指數(shù)權(quán)重比較，分析各因子的污染負(fù)荷系數(shù)，并采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)對各因子進(jìn)行年度變化趨勢評價(jià)。

1.3.1 各因子污染負(fù)荷系數(shù)計(jì)算公式：

式中：Ci-污染物i的濃度值；Si-污染物i的年均值二級標(biāo)準(zhǔn)（其中O3為日最大8小時(shí)平均值二級標(biāo)準(zhǔn)）；Ii-污染物i的單項(xiàng)指數(shù)；Isum-三個(gè)污染物的單項(xiàng)指數(shù)之和；Fi-第i項(xiàng)空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù)。

2 統(tǒng)計(jì)學(xué)Spearman秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式

式中sγ-Spearman秩相關(guān)系數(shù)；n--時(shí)間周期的數(shù)量，n≥5；X j-周期j按時(shí)間排序的序號，1≤Xj≤n；Y j-周期j內(nèi)污染物濃度按數(shù)值升序排序的序號，1≤Yj≤n。

3 結(jié)果分析

圖1為福鼎市2015～2020年空氣質(zhì)量狀況。從圖1可以看出，2015～2020年，福鼎市的NO2和PM2.5的年均濃度值均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中表1的二級標(biāo)準(zhǔn)（其中NO2的年均值二級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值是40 μg/m3，PM2.5的年均值二級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值是35 μg/m3），O3的日最大8小時(shí)平均第90百分位濃度值均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中表1的二級標(biāo)準(zhǔn)（其中的O3日最大8小時(shí)平均值二級標(biāo)準(zhǔn)限值是160 μg/m3）。

圖1 福鼎市2015-2020年空氣質(zhì)量狀況

3.1 福鼎市2015～2020年三個(gè)污染物因子污染負(fù)荷系數(shù)分析

表1為福鼎市2015～2020年空氣各污染物污染負(fù)荷系數(shù)。從表1可以看出，本文評價(jià)的三個(gè)污染物因子污染負(fù)荷系數(shù)變化：2015和2016年污染負(fù)荷系數(shù)比較是PM2.5＞NO2＞O3，2017年污染負(fù)荷系數(shù)變化是PM2.5＞O3＞NO2，2018～2020年污染負(fù)荷系數(shù)變化是O3＞PM2.5＞NO2。由此可知，評價(jià)年間NO2的污染負(fù)荷比重逐年下降，PM2.5的污染負(fù)荷比重近幾年有所下降，O3的污染負(fù)荷比重是逐年上升并慢慢成為主要污染物因子。

表1 福鼎市2015-2020年空氣各污染物污染負(fù)荷系數(shù)

3.2 福鼎市2015～2020年空氣各污染物因子年度變化趨勢分析

用Spearman秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算及判定方法分析各污染物年變化趨勢，如果秩相關(guān)系數(shù)絕對值大于臨界值時(shí)，表明變化趨勢有統(tǒng)計(jì)意義；如果秩相關(guān)系數(shù)絕對值小于臨界值時(shí)，表明基本無變化。γs為正值時(shí)表示上升趨勢，γs為負(fù)值時(shí)表示下降趨勢。查表可知，當(dāng)n取6，單側(cè)檢驗(yàn)的顯著水平為0.05時(shí)，γs的臨界值為0.829。由表2計(jì)算結(jié)果可見福鼎市2015～2020年NO2和PM2.5呈下降趨勢，且趨勢明顯，但是O3年變化趨勢基本無變化。但從每年O3的日最大8小時(shí)平均第90百分位濃度值上分析，O3濃度從2015年到2018年是逐年上升的，到2018年達(dá)到最大值，2019年開始逐年下降。

表2 秩相關(guān)系數(shù)的結(jié)論

4 空氣質(zhì)量變化影響因素分析

4.1 氣象條件的影響因素分析

從空氣自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)控子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，2015～2020年空氣質(zhì)量超標(biāo)天數(shù)分別是16、3、2、7、2、2天，其中2015年超標(biāo)天數(shù)大部分出現(xiàn)在1月份且超標(biāo)天數(shù)是評價(jià)年間最多的一年，導(dǎo)致了當(dāng)年福鼎市空氣質(zhì)量在福建省排名靠后。本文以2015年的空氣質(zhì)量為例，從月間變化分析其影響因素。福鼎市位于福建省東北部，北臨經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的溫州，素有福建“北大門”和“閩浙門戶”之稱，2015年初受溫州的北霾南移的影響再加上冬季晴冷少雨，降水主要受北方冷空氣南下影響，過程雨量不大，冬季容易出現(xiàn)低層逆溫，不利于局地污染物擴(kuò)散[2]，故導(dǎo)致空氣維持在輕污染水平且持續(xù)天數(shù)較長。從圖2可見，2015年福鼎市空氣污染物濃度主要在夏冬兩季較高，冬季由于受季風(fēng)影響，季風(fēng)會將北方采暖季節(jié)燃煤產(chǎn)生的污染氣團(tuán)南輸，加上大氣層穩(wěn)定，極易導(dǎo)致污染物堆積從而降低了空氣質(zhì)量。此外，夏季溫度的上升，提高了大氣中氮氧化物和VOCS的反應(yīng)活性，從而產(chǎn)生二次污染，導(dǎo)致空氣中O3濃度升高。

圖2 2015年年間污染物指標(biāo)變化

4.2 空氣中NO2下降顯著的影響因素分析

空氣中NO2主要來自燃料燃燒的工業(yè)源及汽車尾氣排放的交通源。近年來“黃標(biāo)車”等老舊車輛的淘汰、新能源汽車的推廣、共享車輛的普及對福鼎市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量起到了推波助瀾的作用[3]。為了推進(jìn)大氣污染防治，助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，“十三五”期間福鼎市完成龍安、文渡項(xiàng)目區(qū)的煤改集中供熱，雙岳、星火工業(yè)區(qū)10蒸噸以下燃煤鍋爐完成煤改氣工程。福鼎市還對龍安、文渡項(xiàng)目區(qū)開展集中供熱的企業(yè)因燃煤鍋爐淘汰形成的可收儲排污權(quán)進(jìn)行核定，兩個(gè)項(xiàng)目區(qū)一共可實(shí)現(xiàn)1161.38 t的氮氧化物減排量?？梢婋S著燃煤鍋爐煙囪的拆除，大大降低了燃煤污染的排放，控制了NO2等污染物的排放。

4.3 塵類污染得到有效控制的影響因素分析

PM2.5的主要來源有自然源和人為源，其中后者對其影響較大。煤炭燃燒、機(jī)動(dòng)車排放、生活垃圾的焚燒和煙花爆竹的燃放以及建筑施工工地等都是PM2.5的重要來源?！笆濉逼陂g福鼎市的燃煤鍋爐整治及黃標(biāo)車淘汰舉措對降低塵類污染有一定的貢獻(xiàn)。市政環(huán)衛(wèi)部門定期對道路進(jìn)行灑水清掃及購置霧炮車降低空氣中的揚(yáng)塵。建筑工地進(jìn)行文明施工、綠色施工，在工地上增加圍擋遮蓋減少施工揚(yáng)塵的產(chǎn)生。此外，人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，生活垃圾焚燒和煙花爆竹燃放的減少，以及執(zhí)法部門管控力度的加強(qiáng)對減少PM2.5的排放都起到一定的作用。

4.4 臭氧污染因子的影響因素分析

我國當(dāng)前臭氧的生成主要是VOCS控制型。近年來隨著福鼎市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工行業(yè)、涂裝印刷以及皮革制造等涉及VOCS排放的企業(yè)越來越多，尤其是合成革企業(yè)是排放VOCS的主力軍。截至2020年福鼎市共有規(guī)模以上合成革企業(yè)52家，擁有200多條干法、濕法、植絨生產(chǎn)線。在廢氣治理上只是采用單一的光催化、光氧化、低溫等離子、活性炭吸附等較為低效的治理工藝，并不能有效控制VOCS的排放。2019年我市通過整合封閉合成革企業(yè)生產(chǎn)線，提升廢氣收集率以及升級改造廢氣治理設(shè)施、提高廢氣治理效果，提倡水性、無溶劑、超纖生產(chǎn)技術(shù)改造，在一定程度上減少了VOCS的排放。同時(shí)對一家噴漆廢氣排放量較大的美術(shù)及禮儀用品制造企業(yè)，撥付一筆中央大氣污染防治資金用于該公司VOCS的治理。2021年我市對在VOCS減排取得較明顯成效的32家合成革制造企業(yè)、1家美術(shù)及禮儀用品制造企業(yè)和1家印染精加工等重點(diǎn)減排企業(yè)的VOCS減排量進(jìn)行核算并形成核算技術(shù)報(bào)告，共計(jì)VOCs年總減排量3833.618 t。同時(shí)隨著電動(dòng)汽車的普及，對移動(dòng)源排放的控制以及對加油站加裝油氣回收系統(tǒng)，這些舉措都是2019年O3排放量出現(xiàn)拐點(diǎn)的原因。

5 控制空氣污染的措施及建議

（1）加強(qiáng)煙花爆竹燃放管控，建議設(shè)置專門燃放點(diǎn)；針對施工揚(yáng)塵，施工單位要落實(shí)防塵降塵措施，相關(guān)部門要加強(qiáng)施工工地和渣土運(yùn)輸監(jiān)管，健全揚(yáng)塵網(wǎng)格化治理機(jī)制，減少因?yàn)檫\(yùn)輸途中產(chǎn)生的揚(yáng)塵污染；針對移動(dòng)源產(chǎn)生的污染，提倡綠色出行，推廣新能源機(jī)動(dòng)車，禁止尾氣超標(biāo)車輛上路；環(huán)衛(wèi)部門要定期對城區(qū)進(jìn)行清掃及霧化加濕作業(yè)，保證灑水頻次及清掃面積。

（2）嚴(yán)格落實(shí)高污染燃料禁燃區(qū)的管控要求，加強(qiáng)禁燃區(qū)管理，形成長效機(jī)制。在完成幾個(gè)工業(yè)項(xiàng)目區(qū)燃煤鍋爐淘汰工作的同時(shí)，嚴(yán)把準(zhǔn)入關(guān)，嚴(yán)禁城市建成區(qū)內(nèi)新增小于30蒸噸/小時(shí)，建成區(qū)外新建小于10蒸噸/小時(shí)的燃煤鍋爐。同時(shí)鼓勵(lì)燃?xì)忮仩t實(shí)施低氮改造和城市建成區(qū)生物質(zhì)鍋爐實(shí)施超低排放改造。在大氣擴(kuò)散條件不利的情況，已實(shí)現(xiàn)集中供熱供氣的園區(qū)可以通過分片分區(qū)供氣供熱，分流開工，減工限產(chǎn)，控制大氣污染物的排放，減少因不利的氣象條件對空氣質(zhì)量帶來的影響。

（3）在PM2.5取得明顯治理效果的同時(shí)，O3污染成為新的環(huán)保難題。聚力攻堅(jiān)守護(hù)藍(lán)天，科學(xué)治污，精準(zhǔn)治污，依法治污，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的關(guān)鍵舉措就是要做好VOCS的治理?！笆奈濉逼陂g大氣污染治理領(lǐng)域協(xié)同已成為主旋律，無論是控制PM2.5還是O3都要加強(qiáng)VOCS和氮氧化物的減排。在“十四五”期間，要繼續(xù)強(qiáng)化重點(diǎn)行業(yè)大氣污染物減排，進(jìn)一步加強(qiáng)對揮發(fā)性有機(jī)物的控制，深入推進(jìn)合成革、化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)VOCs的治理，新建涉NOx、VOCs排放的重點(diǎn)行業(yè)工業(yè)項(xiàng)目必須進(jìn)入工業(yè)園區(qū)。以合成革行業(yè)為重點(diǎn)建立VOCs管控機(jī)制，推進(jìn)在線監(jiān)控的安裝，建立重點(diǎn)VOCs企業(yè)“一廠一策”臺賬。除了控制指標(biāo)要體現(xiàn)協(xié)同之外，區(qū)域控制也要體現(xiàn)協(xié)同，樹立攜手共治的理念，尤其要突出重污染天氣時(shí)期周邊區(qū)域的聯(lián)防聯(lián)控。此外也可以利用不同的行業(yè)協(xié)會，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會在大氣污染防治中的協(xié)同作用，履行行業(yè)企業(yè)在保護(hù)環(huán)境中的主體責(zé)任。

（4）2021年是我國“碳達(dá)峰、碳中和”的元年，要抓緊研究制定二氧化碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，做好低碳宣傳及低碳試點(diǎn)工作，以“減污降碳協(xié)調(diào)增效”為總抓手，牽住以降碳為源頭治理舉措的“牛鼻子”。通過開展二氧化碳排放達(dá)峰行動(dòng)，實(shí)施臭氧污染防治靶向性防控。一手推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，一手注重生態(tài)建設(shè)，以更小的社會成本實(shí)現(xiàn)更大的環(huán)境效果。