攀枝花市經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境空氣質量的影響

謝 南，劉馨語，季浩宇，唐 毅，楊翠香

(1.攀枝花市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 攀枝花 617000；2.攀枝花市氣象局，四川 攀枝花 61700)

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民的生活質量不斷提高，為滿足對美好生活的向往，我國環(huán)境空氣質量受到廣泛關注，特別是在經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，如京津冀、長江三角洲、珠江三角洲以及成渝地區(qū)等[1-3]。目前評價城市環(huán)境空氣質量的有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、細顆粒物和顆粒物六項參數(shù)。

攀枝花，地處中國西南川滇結合部，位于四川最南端，北距成都614km，南至昆明273km，西連麗江、大理；是四川通往南亞、東南亞的最近點。攀枝花地處攀西裂谷中南段，屬浸蝕、剝蝕中山丘陵、山原峽谷地貌；夏季長，四季不分明，而旱、雨季分明；全市總面積7440.398km2，下轄3個區(qū)、2個縣；截止2019年，攀枝花市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值1010.13億元，戶籍總人口108.37萬人。攀枝花市是我國長江上游最大的礦業(yè)城市，也是典型的工業(yè)城市之一，釩鈦磁鐵礦、石灰?guī)r礦、煤礦及各類礦產(chǎn)資源在市區(qū)及其附近范圍內分布，根據(jù)歷年數(shù)據(jù)調查統(tǒng)計，攀枝花市的釩、鈦儲量位于全國第一，鐵儲量位于全國第二，鈦、釩儲量同時也在世界排名第一位和第三位?！笆濉逼陂g，全市工業(yè)經(jīng)濟持續(xù)增長，鋼鐵、釩鈦、能源、化工等支柱產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，民營企業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈條逐步延伸，優(yōu)勢產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增長，釩鈦資源綜合利用力度加大，鈦產(chǎn)業(yè)群已初步形成。

1 研究內容

1.1 環(huán)境空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)

評價攀枝花市環(huán)境空氣質量的數(shù)據(jù)由分布在東區(qū)、西區(qū)和仁和區(qū)的5個國控空氣自動監(jiān)測站點全年365d連續(xù)監(jiān)測所得，分別為仁和、四十中小、河門口、弄弄坪和炳草崗，該監(jiān)測系統(tǒng)代表了攀枝花市主城區(qū)的環(huán)境空氣質量情況。監(jiān)測點位及功能區(qū)劃分詳見表1。

表1 攀枝花市環(huán)境空氣質量監(jiān)測點位置及功能區(qū)

1.2 監(jiān)測方法及方法來源(表2)1.3 監(jiān)測時間及數(shù)據(jù)分析

表2 監(jiān)測方法、方法來源、使用儀器

監(jiān)測時間選取2015年1月1日—2019年12月31日，采用每天24h連續(xù)自動監(jiān)測，每5min將各子站監(jiān)測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集儀實時上傳，按照《GB 3095-2012環(huán)境空氣質量標準》和《HJ 663-2013環(huán)境空氣質量評價技術規(guī)范(試行)》中二級標準的要求，整理統(tǒng)計得到2015—2019年環(huán)境空氣質量年均值。

1.4 社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)

選取社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)中的全市地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)，第一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值，全年全社會建筑業(yè)增加值，房屋施工面積，全市機動車保有量等(數(shù)據(jù)來源于2015—2019年攀枝花市統(tǒng)計局發(fā)布的各年度攀枝花市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報)。

2 研究方法和步驟

2.1 采用SPSS軟件中Spearman秩相關系數(shù)法

Spearman秩相關系數(shù)是一個非參數(shù)性質(與分布無關)的秩統(tǒng)計參數(shù)，由Spearman在1904年提出，用來度量兩個變量之間聯(lián)系的強弱(Lehmann and D’Abrera 1998)。Spearman秩相關系數(shù)可以用于R檢驗，同樣可以在數(shù)據(jù)的分布使Pearson線性相關系數(shù)不能用來描述或是用來描述導致錯誤的結論時，作為變量之間單調聯(lián)系強弱的度量。在統(tǒng)計學中，Spearman秩相關系數(shù)或稱為Spearman的ρ，是由Charles Spearman命名的。

Spearman 秩相關系數(shù)法：在給出的時間周期Yj……Yn，有和其對應的數(shù)值X(即年均值Xj……Xn)，將X從大到小進行順序排列。Spearman秩相關系數(shù)法計算式如下：

式中：ρ—Spearman 秩相關系數(shù)；n—時間周期的數(shù)量，n≥5；Yj—周期j按時間排序的序號，1≤Yj≤n；Xj—周期j內年均值按數(shù)值升序排序的序號，1≤Xj≤n。

2.2 分析步驟

一是采用SPSS軟件中Spearman秩相關系數(shù)法[4]找到六項環(huán)境空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)年均值與社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)中全市地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、第二產(chǎn)業(yè)增加值、全年全社會建筑業(yè)增加值、房屋施工面積、全市機動車保有量等數(shù)據(jù)的相關性進行分析；二是根據(jù)相關性較強的項目進行分析解釋；三是評價攀枝花市社會經(jīng)濟發(fā)展對全市環(huán)境空氣質量的影響。

3 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)及經(jīng)濟相關數(shù)據(jù)

3.1 環(huán)境空氣質量

表3數(shù)據(jù)中2015—2019年攀枝花市顆粒物(PM10)和一氧化碳(CO)變化幅度較小；二氧化硫(SO2)具有一定的波動性，但2019年與2015年濃度變化較??；二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)有逐年升高的情況出現(xiàn)，為攀枝花環(huán)境空氣質量變化的主要特征因子。

表3 攀枝花市2015—2019年環(huán)境空氣質量年均值 (μg/m3)

其中二氧化硫和一氧化碳的主要來源為石油加工與煉焦、鋼鐵、化工等行業(yè)為代表的第二產(chǎn)業(yè)；二氧化氮、顆粒物和細顆粒物除了來源于第二產(chǎn)業(yè)之外，還與第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中生物質燃燒(秸稈焚燒)有關，與機動車、汽修、餐飲和建筑等行業(yè)相關。目前有研究把臭氧作為大氣中通過光化學反應生成的二次污染物，發(fā)現(xiàn)前體物氮氧化物、一氧化碳及揮發(fā)性有機物等污染物對臭氧的生成具有不同的作用[5]，臭氧污染除了受前體物的影響，氣象要素、天氣系統(tǒng)對其也有重要影響[6]。

3.2 污染源排放在線監(jiān)測數(shù)據(jù)

表4 攀枝花市2015—2019年污染物排放在線監(jiān)測數(shù)據(jù) (t)

3.3 經(jīng)濟及相關數(shù)據(jù)

表5 攀枝花市2015—2019年經(jīng)濟和相關產(chǎn)業(yè)情況

4 分析結果

4.1 Spearman秩相關系數(shù)分析結果

用攀枝花市2015—2019年環(huán)境空氣質量數(shù)據(jù)與經(jīng)濟和相關產(chǎn)業(yè)情況的數(shù)據(jù)進行Spearman秩相關系數(shù)分析后，二氧化氮、臭氧和細顆粒物與經(jīng)濟發(fā)展具有相關性，其余三項污染物與經(jīng)濟發(fā)展相關性較小。

從表6中可得如下結果：二氧化氮與第一產(chǎn)業(yè)增加值、機動車保有量和全社會建筑業(yè)增加值相關性檢測極顯著，與第三產(chǎn)業(yè)增加值相關性檢測較顯著；臭氧與第一產(chǎn)業(yè)增加值、機動車保有量和全社會建筑業(yè)增加值相關性檢測較顯著；細顆粒物與第一產(chǎn)業(yè)增加值、機動車保有量和全社會建筑業(yè)增加值相關性檢測極顯著。

表6 Spearman秩相關系數(shù)分析結果

4.2 第一產(chǎn)業(yè)增加值對主要污染物的影響

如圖1所示，二氧化氮和細顆粒物年均值濃度逐年上升；臭氧濃度2016年略微降低，2017—2019年逐年升高，且2018年上升幅度最大；第一產(chǎn)業(yè)增加值逐年升高，2019年上升幅度最大，同比上升131%。

圖1 攀枝花2015—2019年第一產(chǎn)業(yè)增加值和NO2、PM2.5、O3年均值濃度變化趨勢

攀枝花市農(nóng)業(yè)源主要來自農(nóng)業(yè)氮肥施用、畜禽養(yǎng)殖和秸稈焚燒三個方面。近年來，隨著攀枝花市加快推進精品特色農(nóng)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結構不斷優(yōu)化，大力培育發(fā)展新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，培育和打造了一批品牌農(nóng)產(chǎn)品，極大地提升了農(nóng)產(chǎn)品附加值，推動了農(nóng)業(yè)人口脫貧和增收致富，極大地提高了農(nóng)業(yè)人口對農(nóng)業(yè)發(fā)展的積極性。然而第一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也同樣帶來了環(huán)境問題，農(nóng)民的觀念問題一直是秸稈焚燒屢禁不止的重要原因，認為秸稈焚燒后會給土壤增加草木灰類肥料，除了焚燒沒有其他的作用，農(nóng)業(yè)的發(fā)展勢必會給環(huán)境帶來影響。除此之外在冬春季節(jié)攀西地區(qū)森林防火需要進行計劃燒除，在人為控制下有計劃、有目的地在一定生態(tài)條件下用低強度的火燒除天然可燃物，為防火、育林、放牧或減少森林病蟲害等目標，在全市范圍內的山上對一些雜草、灌木等計劃燒除森林防火帶，這一任務是攀枝花市每年森林防火滅火工作的重要組成部分，雖然在燃燒的過程中會產(chǎn)生二氧化氮、一氧化碳、顆粒物和細顆粒物，會使大氣中的有害氣體增加，破壞大氣結構，導致溫室效應加劇，嚴重影響人們的身體健康，但為了人民群眾的生命財產(chǎn)安全必須開展。從2019年數(shù)據(jù)可看出，第一產(chǎn)業(yè)的快速增長對環(huán)境的影響有限，第一產(chǎn)業(yè)增加值成倍增長的情況下沒有造成環(huán)境空氣量相關因子等比例上升，故應鼓勵和推動第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并與第三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供新動能。

4.3 第二產(chǎn)業(yè)增加值對污染物的影響

Spearman秩相關系數(shù)分析結果顯示，第二產(chǎn)業(yè)增加值的變化對六項污染物的變化不具備相關性；攀枝花市第二產(chǎn)業(yè)增加值緩慢增長，在2018年第二產(chǎn)業(yè)增加值略微下降，2019年第二產(chǎn)業(yè)增加值明顯下降。由圖2可看出：由攀枝花市生態(tài)環(huán)境局信息中心提供的納入監(jiān)測的主要企業(yè)(以攀鋼集團為主)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，2018年4月由原來的30家企業(yè)新增到40家企業(yè)，煙塵和二氧化硫均為先升高再降低，其中煙塵從2015年的1073.6t上升到2017年的2591.9t，之后兩年逐年遞減至2019年1971.2t；二氧化硫從2015年的5214.6t上升到最大值為2016年的6730t，然后降至2019年的5310.6t；氮氧化物呈逐年升高的態(tài)勢，從2015年的4182.1t上升到2019年的9010.6t。

圖2 攀枝花市2015—2019年污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和第二產(chǎn)業(yè)增加值變化圖

2016年12月2日，中央電視臺報道了3號、4號焦爐陣發(fā)性煙塵散排問題后，攀鋼立即成立3號、4號焦爐環(huán)保問題調查和整改攻關組，形成專項工作方案，進行系統(tǒng)整治。針對3號、4號焦爐出現(xiàn)的煙氣局部散排、環(huán)保指標不能持續(xù)穩(wěn)定達標等問題，攀鋼從工藝技術攻關、焦爐修補技術攻關、管理措施加強等方面著手，打出系統(tǒng)治理的“組合拳”，特別是省、市環(huán)保督察工作開展以來，攀鋼更是加大了對3號、4號焦爐的整改力度。得益于近年來企業(yè)對社會責任的擔當以及社會各方力量的監(jiān)督，企業(yè)生產(chǎn)不斷轉型升級，增加污染防治措施，尤其是攀鋼集團不斷升級改造脫硫和除塵設備，二氧化硫和煙塵兩項指標都得到了有效控制，使得第二產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的同時對環(huán)境空氣質量的變化產(chǎn)生較小影響。

工業(yè)源排放的氮氧化物濃度逐年增加，2019年的排放量是2015年的2倍多，但環(huán)境空氣中二氧化氮的濃度并沒有成倍增長，僅由2015年的29μg/m3上升至2019年的36μg/m3。

第二產(chǎn)業(yè)增加值占攀枝花市GDP的比重較大，對全市經(jīng)濟增長有主導作用，城市工業(yè)化水平較高，居四川省前列。攀枝花市產(chǎn)業(yè)結構調整正處于第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)過渡階段，產(chǎn)業(yè)轉型升級明顯，工業(yè)逐步由鋼鐵為主轉向釩鈦和鋼鐵齊頭并進，由原來的初級鋼材向精加工轉變。第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展在兼顧環(huán)境保護的前提下，得到了優(yōu)化發(fā)展，讓鋼鐵行業(yè)對環(huán)境造成的影響降低到較小程度。

4.4 全社會建筑業(yè)增加值對污染物的影響

自2016年攀枝花市開啟棚戶區(qū)改造工作以來，攀枝花市房地產(chǎn)行業(yè)蓬勃發(fā)展，如表7所示：全社會建筑業(yè)增加值不斷增長，尤其是2019年增加幅度最大，達到63.3%。

表7 攀枝花市2015—219年全社會建筑業(yè)相關情況

棚戶區(qū)改造項目助推房價上漲以及攀枝花市新區(qū)建設的推進，使房屋施工面積整體呈上升趨勢，2017年房屋銷售面積達到175.58萬m2，近兩年年銷售面積也維持在150萬m2以上。在棚戶區(qū)改造初期，攀枝花市房地產(chǎn)行業(yè)經(jīng)歷了去庫存后，房價上漲后極大刺激了房地產(chǎn)發(fā)展，大量新樓盤小區(qū)及相關配套設施開工建設，加上近年來，攀枝花市市區(qū)范圍內開工銀江水電站、金沙水電站等重大建設項目，全社會建筑業(yè)增加值不斷上升同時，對攀枝花市的環(huán)境空氣質量造成了一定的影響。

全年全社會建筑業(yè)增加值與二氧化氮和細顆粒物相關性檢測極顯著，與臭氧相關性較顯著，這是由于氮氧化物和揮發(fā)性有機物等為臭氧反應生成的前體物，二氧化氮和細顆粒物的濃度對臭氧的濃度有著直接影響。由圖3可看出：全社會建筑業(yè)增加值不斷增長，尤其是2019年增加幅度最大，達到63.3%；二氧化氮和細顆粒年均濃度呈逐年上升的趨勢，臭氧年均濃度2016年有所下降后逐年上升。

圖3 攀枝花市2015—2019年全社會建筑業(yè)增加值和相關污染物變化圖

4.5 全市機動車保有量對污染物的影響

由表8可看出，機動車保有量逐年增長，2019年相比2015年增長25.1%；汽車的保有量也逐年增長，2019年相比2015年增長41.2%，汽車數(shù)量的增長在機動車保有量增長中作出主要貢獻，隨著人民生活的不斷改善，私家車數(shù)量不斷增長；柴油車的數(shù)量2016和2018年有所下降，在2017年和2019年為上升，其中2019年上升的幅度最大，同比上升16.1%，與2015年相比上升1.1%，柴油車的數(shù)量整體較2015年有所上升。2013年攀枝花市出臺了《攀枝花市人民政府關于加快推進機動車污染防治工作的實施意見》之后，對超標車輛進行嚴格管控，規(guī)定對超標機動車強制檢測維修和淘汰報廢等制度，嚴厲打擊超標排放機動車。其中超標排放的機動車中大多數(shù)為柴油車，因此柴油車有下降的情況出現(xiàn)，但2017年和2019年分別為棚戶區(qū)改造中期和市內重大項目工程的開工之年，大型工程車輛多以柴油為燃料，故柴油車數(shù)量在這兩個年份有所上升，且上升速度較快。

表8 攀枝花市2015—2019年機動車保有量情況 (萬輛)

全市機動車保有量與二氧化氮和細顆粒物相關性檢測極顯著，與臭氧相關性較顯著。機動車保有量逐年上升，二氧化氮和細顆粒物年均值濃度逐年上升，臭氧年均值濃度2016年下降后逐年上升。

圖4 攀枝花市2015—2019年機動車保有量和有關污染物濃度變化圖

5 結論及建議

首先，攀枝花市環(huán)境空氣質量受社會經(jīng)濟發(fā)展影響最大的三個因子是：二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)；其中全社會建筑業(yè)增加值和機動車保有量對二氧化氮和細顆粒物的影響尤其明顯，具有極顯著的相關性，城市不斷擴張，房地產(chǎn)項目的興起、汽車保有量不斷增長以及重大建設項目的開建對環(huán)境空氣質量影響顯著。隨著人民生活質量的不斷改善，私家車數(shù)量不斷增長以及在項目建設中需使用大量工程車輛，且多為柴油車；車輛產(chǎn)生的廢氣，其中所含有的固體懸浮微粒、一氧化碳、氮氧化合物、揮發(fā)性有機物等上百種不同的化合物，攀枝花市擁有的機動車數(shù)量相比其他城市不多，但城區(qū)的街道車輛密度大，且車輛排放源多處于近地面，在大氣擴散條件不好的情況下，尾氣的排放直接循環(huán)流動于整個城市空間，尤其是大型工程車輛的尾氣排放對攀枝花市環(huán)境空氣質量中的二氧化氮、臭氧和細顆粒物的升高起到關鍵性的作用。應注重監(jiān)管建筑業(yè)項目工程，對大型工程車輛等機動車進行管控，嚴格執(zhí)行老舊機動車強制報廢制度，同時控制城市機動車增長速度。

其次，攀枝花市以礦業(yè)和鋼鐵為支柱產(chǎn)業(yè)，是典型的工業(yè)城市，第二產(chǎn)業(yè)仍是攀枝花市GDP的主要增長動力，隨著供給側結構性改革的不斷推進，由傳統(tǒng)的粗放式生產(chǎn)的產(chǎn)品轉變?yōu)榫罴庸さ母咂焚|產(chǎn)品，企業(yè)在提高生產(chǎn)和產(chǎn)品附加值的同時在環(huán)保領域的投入也在不斷加大，“十三五”期間新增和改造升級的脫硫、除塵設施對攀枝花市環(huán)境空氣質量的改善做出了極大貢獻，污染源的減排控制有效地減小了各項監(jiān)測指標急劇上升的可能，隨著攀枝花市經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，促進工業(yè)工藝和生產(chǎn)水平不斷升級換代，環(huán)境污染治理水平不斷提高，環(huán)境空氣質量有所改善，但部分指標緩慢上升，臭氧污染甚至有更加嚴重的傾向。應該持續(xù)增加環(huán)境保護投入，加大宣傳力度，新增脫硝設施，改變粗放型經(jīng)營模式，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，切實改善環(huán)境空氣質量，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)。

最后，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)增加值的上升，對攀枝花市環(huán)境空氣質量有一定影響。發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)的同時，農(nóng)作物秸稈綜合利用工作事關生態(tài)文明建設大局，因此，可以積極推進農(nóng)作物秸稈肥料化、飼料化、基料化、原料化、能源化利用，大幅度提高秸稈資源的產(chǎn)業(yè)附加值；第三產(chǎn)業(yè)增加值的上升主要體現(xiàn)在人民生活水平的日益提高，服務業(yè)的豐富并日益繁榮，讓攀枝花市范圍內的市民跨區(qū)域消費成為了可能，人員的流動勢必帶來機動車的使用，對環(huán)境造成的影響是不可忽視的，應當加快統(tǒng)籌城市交通管理，優(yōu)化城市功能和布局規(guī)劃，大力發(fā)展城市公交系統(tǒng)，城市交通發(fā)展實施公交優(yōu)先戰(zhàn)略。推廣城市智能交通管理和節(jié)能駕駛技術，鼓勵選用節(jié)能環(huán)保車型，推廣使用天然氣汽車和新能源汽車，并逐步完善相關基礎配套設施。積極推廣電動公交車和出租車。通過實施中心城區(qū)內外停車場差別化收費，適當降低公共交通乘車收費標準，采取措施促進降低機動車使用強度。

綜上所述，2015—2019年攀枝花市經(jīng)濟發(fā)展整體向好，不斷優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)結構，著力推進供給側結構性改革。攀枝花市以工業(yè)為根本，不斷發(fā)展的同時注重工業(yè)污染治理，為第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展預留了空間。但建筑業(yè)繁榮和機動車數(shù)量的增長擠占了很大一部分環(huán)境容量，需要進一步加強治理。值得關注的是第一、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對環(huán)境空氣質量雖然有所影響，但是影響較小，具有較大空間，因此需進一步加大產(chǎn)業(yè)結構調整力度，深挖潛力，促進第一、三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，作好釩鈦、陽光兩篇文章，把資源優(yōu)勢充分轉化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢，實現(xiàn)高質量發(fā)展目標。