2001—2020年天津市大氣污染特征的演變與防治歷程

王雪涵，張文慧，畢曉輝*，戴啟立，吳建會，肖致美，張裕芬，馮銀廠

1. 南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，中國氣象局-南開大學(xué)大氣環(huán)境與健康研究聯(lián)合實驗室，國家環(huán)境保護(hù)城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室，天津 300350

2. 天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300191

大氣污染可對氣候變化[1]、能見度[2]、人類健康[3]等造成一定的負(fù)面影響. 根據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，仍有92%的人口居住在沒有達(dá)到世界衛(wèi)生組織空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的地方[4]. 人為因素對城市污染影響顯著，城市化率、人口、GDP、能源消耗和車輛數(shù)量的增加通常導(dǎo)致空氣污染物排放量增加，引起城市空氣質(zhì)量下降[5-7]. 近幾十年來，多個國家和地區(qū)都制定與實施了多種大氣污染防治措施，實現(xiàn)了空氣質(zhì)量不同程度的改善[8-10]. 近年來，我國開展了強有力的大氣污染防治工作，通過《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》《空氣污染防治行動計劃》《京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治行動計劃實施細(xì)則》《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》等實施綜合治理，以及調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局等一系列舉措，環(huán)境空氣質(zhì)量改善明顯[11-13]，引起全球關(guān)注.

天津市是我國北方最大的沿海城市，長期以來遭受著較為嚴(yán)重的空氣污染. 近20年來，天津市及周邊區(qū)域采取眾多的大氣污染防治措施，環(huán)境空氣質(zhì)量取得顯著改善，京津冀地區(qū)2007-2016年SO2濃度下降47.6%[14]，2013-2018年P(guān)M10濃度下降44.8%[15]，2014-2018年P(guān)M2.5濃度下降40.3%[16]. 該文分析了天津市2001-2020年長時間序列大氣污染特征的演變規(guī)律，梳理了天津市大氣污染的防治歷程，識別空氣質(zhì)量改善的關(guān)鍵驅(qū)動因素，總結(jié)其中的成功經(jīng)驗，以期為制定未來的大氣污染防治政策、進(jìn)一步改善區(qū)域空氣質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù).

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)域概況

天津市位于華北平原北部，進(jìn)入21世紀(jì)以來，天津市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，其變化趨勢如圖1所示. 根據(jù)歷年《天津統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，2018年天津市的城市面積為11 966 km2，其中建筑竣工面積為2 119 km2.人口從2002年的856×104人增至2019年的1 328×104人. 2019年GDP為14 104×108元，約為2002年的7倍，相當(dāng)于年均GDP增長率為11%，均高于美國(1870-1913年，4%)和日本(1950-1973年，9%)快速增長期的年均增長水平[17]. 能源消耗量從2002年的3 022×104t(以標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量計)增至2019年的8 241×104t，煤炭消耗量以及水泥產(chǎn)量增長緩慢，生鐵和粗鋼產(chǎn)量分別從2002年的248×104和483×104t增至2019年的2 074×104和2 195×104t. 天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從第二產(chǎn)業(yè)(從2002年的49%降至2019年的35%)主導(dǎo)向第三產(chǎn)業(yè)(從47%升至64%)主導(dǎo)轉(zhuǎn)變.

1.2 數(shù)據(jù)來源

基于天津市環(huán)境空氣質(zhì)量國控點監(jiān)測的大氣污染物(SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3)質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，分析天津市近20年空氣質(zhì)量的變化；人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP、燃料用量、能源消耗、機(jī)動車數(shù)量、建筑施工面積、建筑建成面積等社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來自2002-2020年《天津統(tǒng)計年鑒》；2011年、2016年、2017年、2018年、2020年分別采集了天津市環(huán)境空氣中的顆粒物(PM2.5)進(jìn)行分析，樣品采集及分析方法詳見文獻(xiàn)[18-19].

1.3 研究方法

1.3.1Daniel趨勢檢驗

使用基于Spearman相關(guān)系數(shù)的Daniel檢驗法分析天津市空氣質(zhì)量的變化趨勢. Daniel檢驗法一般用在時間序列分析中，利用非參數(shù)方法Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗兩變量是否相關(guān)的原理來檢驗污染物濃度與時間是否存在同時增加或減少的趨勢. 式(1)適用于樣本量(n)＜30的趨勢檢驗，目前該方法在大氣環(huán)境領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用[17,20]，可減弱短期波動對趨勢判斷的影響，多用于驗證長時間序列下污染物濃度變化趨勢是否顯著.

圖 1 天津市GDP及主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量年變化率Fig.1 Annual rate of change of gross domestic product and output of major industrial products in Tianjin

式中，rs為秩相關(guān)系數(shù)，n為樣本量，xi為第i個樣本污染物濃度數(shù)值按遞增排列的序數(shù)，yi為第i個樣本按時間遞增排列的序數(shù).

rs為正值(負(fù)值)代表在統(tǒng)計周期內(nèi)處于上升(下降)的趨勢. 若|rs|≥Wp(臨界值)，代表變化趨勢具有顯著意義；若|rs|＜Wp，則代表變化趨勢不具有顯著意義，而是處于平穩(wěn)狀態(tài).

1.3.2偏相關(guān)性分析

采用偏相關(guān)系數(shù)分析天津市污染物與社會經(jīng)濟(jì)因素的相關(guān)性. 在多個社會經(jīng)濟(jì)因素影響的情況下，變量之間的相關(guān)關(guān)系復(fù)雜，直接研究兩個變量間的相關(guān)系數(shù)不能準(zhǔn)確說明其真實關(guān)系，偏相關(guān)性分析法可減弱其他變量影響后再計算相關(guān)系數(shù)，能夠較為客觀地反映變量之間的相關(guān)關(guān)系[17].

式中，Rxy,z表示在控制z的條件下x、y間的偏相關(guān)系數(shù)，Rxy表示變量x、y間的簡單相關(guān)系數(shù)，Rxz表示變量x、z間的簡單相關(guān)系數(shù)，Ryz表示變量y、z間的簡單相關(guān)系數(shù).

Rxy,z越接近1，表示相關(guān)性越大；Rxy,z=1，表示一個變量的變化肯定會引起另一個變量的變化；Rxy,z越接近0，表示二者相關(guān)性越低.

2 結(jié)果與討論

2.1 空氣質(zhì)量時間變化特征

2.1.1年變化特征

分析2001-2020年天津市常規(guī)6項污染物的變化趨勢(見圖2)發(fā)現(xiàn)，SO2和PM10濃度分別從2001年的76和167 μg/m3降至2020年的8和68 μg/m3，SO2濃度達(dá)到GB 3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)(20 μg/m3)，PM10濃度達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)(70 μg/m3). PM2.5和CO濃度分別從2013年的96和3.7 mg/m3降至2020年的48和1.7 mg/m3，PM2.5濃度仍未達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)(35 μg/m3).

如圖3所示，天津市過去20年GDP、天然氣消耗量和機(jī)動車數(shù)量均處于上升趨勢，煤炭消耗量處于下降趨勢. 從表1可以看到，對于SO2和PM10，均表現(xiàn)為rs＜0、|rs|＞W(wǎng)p，說明2001-2020年SO2、PM10濃度均呈顯著下降趨勢；對于NO2，|rs|＜Wp，說明2001-2020年NO2濃度呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài). NO2濃度減少不明顯，可能是因為機(jī)動車污染物排放量的增加和燃煤排放量的減少相互抵消[11]. 如圖4所示，2013年之后天津市煤炭消耗量減少，機(jī)動車數(shù)量增加，NO2濃度保持在46 μg/m3左右.

圖 2 2001—2020年天津市大氣污染物濃度的變化趨勢Fig.2 Evolution trends of air pollutants concentration from 2001 to 2020 in Tianjin

圖 3 天津市大氣污染物濃度與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化趨勢Fig.3 Change trends of social-economic indicators and ambient pollutants concentration in Tianjin

表 1 天津市大氣污染物濃度的秩相關(guān)系數(shù)(rs)分析結(jié)果Table 1 Results of coefficient of rank correlation analysis for air pollutants concentration in Tianjin

對于PM2.5和CO，均表現(xiàn)為rs＜0、|rs|＞W(wǎng)p，說明2013-2020年P(guān)M2.5和CO濃度均呈顯著下降趨勢；對于O3，rs＞0、|rs|＜Wp，說明2013-2020年O3濃度上升趨勢不顯著，但是|rs|與Wp接近，仍有潛在的上升趨勢，具體表現(xiàn)在2013-2015年O3濃度呈下降趨勢[21]，2015-2020年呈上升趨勢，其中2015-2017年增幅較大，達(dá)到25 μg/(m3·a). CO濃度呈下降趨勢，民用燃煤的減少[22]和油品的升級[23]都有利于CO濃度的降低. 如圖5所示，燃料消耗量降低，天然氣消耗量上升，CO濃度下降. O3濃度從2001年的151 μg/m3升至2020年的190 μg/m3，是GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn)限值(160 μg/m3)的1.2倍. O3的生成水平與區(qū)域前體物質(zhì)(VOCs和NOx)排放、煙氣傳輸、光化學(xué)反應(yīng)以及大氣邊界層有關(guān)[24-27].

2.1.2月變化特征

圖 4 2002—2019年天津市煤炭消耗量、機(jī)動車數(shù)量和NO2濃度的變化趨勢Fig.4 Change trends of coal consumption, vehicles and NO2 concentration from 2002 to 2019 in Tianjin

圖 5 2013—2019年天津市燃料消耗量和CO濃度的變化趨勢Fig.5 Change trends of consumption of fuel and CO concentration from 2013 to 2019 in Tianjin

2001-2020年天津市各月份6項污染物濃度月均值變化趨勢如圖6所示. CO月均濃度呈現(xiàn)“U”型模式；NO2月均濃度呈現(xiàn)“V”型模式；PM10和PM2.5月均濃度呈現(xiàn)冬季(12-2月)高、夏季(6-8月)低的特征. 2013年之前SO2月均濃度也呈現(xiàn)“U”型模式，之后沒有非常明顯的季節(jié)性變化特征，這與近年來推行濕法脫硫技術(shù)、控制燃煤含硫量、加強燃煤鍋爐脫硫建設(shè)、實施電廠煙氣脫硫工程等一系列高效措施有密切關(guān)系. Song等[28]研究了2014-2015年我國大氣污染物的時空變化特征，各污染物濃度也呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性分布特征. 我國冬季5種污染物濃度升高是因為北方常以燃煤和生物質(zhì)燃燒來供暖，增加了污染物排放量，并且相對靜穩(wěn)的氣象條件也限制了空氣污染物的稀釋和擴(kuò)散[28-30]. 而天津市O3月均濃度則呈現(xiàn)倒“U”型模式，有夏季高、冬季低的分布特征. 夏季高溫和強輻射天氣易促進(jìn)O3生成[31].

2.2 化學(xué)組分時間變化特征

圖 6 天津市大氣污染物濃度的月變化特征Fig.6 Monthly variation characteristics of ambient pollutants concentration in Tianjin

天津市2011年、2016年、2017年、2018年和2020年秋冬季PM2.5中主要化學(xué)組分占比如圖7所示，結(jié)果顯示，PM2.5中碳組分和水溶性離子的占比較大，元素占比較小. 有研究表明，SO42-、NO3-、EC和OC等組分主要富集在PM2.5中[32]，而Na、Mg、Al、Si、Ca和Fe等元素主要富集在PM10中[33]. 2011年天津市PM2.5中OC(12.5%)、SO42-(17.0%)和NO3-(14.6%)的占比較高，2016年OC(10.6%)、SO42-(6.1%)和NO3-(7.5%)的占比較高，2018年OC(8.0%)、SO42-(15.3%)和NO3-(10.2%)的占比較高. 2017年OC(16.9%)、NO3-(16.5%)、SO42-(8.8%)和NH4+(8.3%)的占比較高，而2020年NO3-(17.1%)、NH4+(10.3%)、OC(9.9%)的占比較高.2011-2020年，SO42-占比逐漸降低，而NO3-和NH4+占比逐漸增加，OC占比先上升后下降，EC占比趨于平穩(wěn).

如圖8所示，SO42-/NO3-(濃度比)從2011年的1.6降至2020年的0.6，表明煤煙型污染貢獻(xiàn)減弱，機(jī)動車尾氣污染貢獻(xiàn)增強，即固定源污染影響減小，移動源污染影響增大. OC/EC (濃度比)從2011年的2.5增至2020年的2.9，可能是因為機(jī)動車、工廠等污染源排放的氮氧化物和碳?xì)浠衔锏任廴疚镌黾?，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成二次污染，同時也與燃煤、生物質(zhì)燃燒等EC排放源減少有關(guān).

圖 7 2011—2020年天津市秋冬季PM2.5中主要化學(xué)組分的占比Fig.7 Percentage of main chemical compositions in PM2.5 of autumn and winter from 2011 to 2020 in Tianjin

圖 8 2011—2020年天津市秋冬季SO42-/NO3-與OC/EC的變化Fig.8 Change of OC/EC and SO42-/NO3- in autumn and winter from 2011 to 2020 in Tianjin

Si等地殼元素是揚塵的標(biāo)識性組分，Ca是建筑水泥塵的標(biāo)識性元素. 天津市環(huán)境空氣PM2.5中的Si占比減少，從2011年的5.6%降至2020年的1.9%，Ca占比增加，從2011年的1.7%升至2020年的3.9%(見圖9)，表明揚塵受到土壤風(fēng)沙塵的影響減小，受到建筑施工的影響增大. 隨著城市化的推進(jìn)，天津市城區(qū)綠化覆蓋率一直增加，從2011年的34.5%增至2019年的37.5%，在一定程度上抑制了土壤揚塵污染. 天津市施工面積從2002年的2 817.8×104m2增至2019年的15 616.9×104m2，建筑施工活動較多，對揚塵的貢獻(xiàn)較大. Cu和Zn的變化趨勢相似，除2011年占比較高外，其他年份趨于平穩(wěn).

2.3 PM2.5來源的變化特征

圖 9 2011-2020年天津市秋冬季PM2.5中Si和Ca占比的變化Fig.9 Change of percentage of Si and Ca in PM2.5 of autumn and winter from 2011 to 2020 in Tianjin

運用CMB模型[34-36]對2011年、2016年、2017年、2018年和2020年天津市秋冬季PM2.5進(jìn)行來源解析，結(jié)果如圖10所示. 其中，2011年天津市秋冬季PM2.5來源為燃煤，貢獻(xiàn)率為24.7%；其次為機(jī)動車尾氣塵，貢獻(xiàn)率為19.9%；二次粒子(二次有機(jī)碳、二次硝酸鹽、二次硫酸鹽)貢獻(xiàn)率為33.1%. 2016年P(guān)M2.5的主要來源是燃煤，貢獻(xiàn)率為27.1%；其次是機(jī)動車尾氣塵和揚塵，貢獻(xiàn)率分別為21.5%和18.2%；二次粒子貢獻(xiàn)率為28.5%. 2017年天津市PM2.5的主要來源是燃煤(17.8%)、揚塵(15.9%)和機(jī)動車尾氣塵(15.2%)，二次粒子的貢獻(xiàn)率(30.3%)有所上升. 2018年P(guān)M2.5的主要來源依然是燃煤(19.0%)、機(jī)動車尾氣塵(18.0%)和揚塵(14.7%)，二次粒子貢獻(xiàn)率比2017年同期減少了5.3%. 2020年P(guān)M2.5的主要來源是機(jī)動車尾氣塵(18.2%)、燃煤(16.9%)和揚塵(15.8%)，二次粒子貢獻(xiàn)率比2018年同期增長了10.5%.

如圖11所示，天津市秋冬季PM2.5中二次硫酸鹽貢獻(xiàn)率有所下降，與2011年同期相比，2020年貢獻(xiàn)率減少了74.1%，燃煤貢獻(xiàn)率則下降了31.6%；揚塵和機(jī)動車尾氣塵貢獻(xiàn)率分別從2011年的17.7%和19.9%降至2020年的15.8%和18.2%；而二次硝酸鹽貢獻(xiàn)率有所增加，2020年比2011年同期增長了63.3%.

2.4 大氣污染防治歷程與有效性評價

根據(jù)2.1.1節(jié)的污染物濃度趨勢分析可見，2001-2020年天津市SO2、PM10、PM2.5濃度總體呈下降趨勢. 研究污染物和社會經(jīng)濟(jì)因素關(guān)系時，利用偏相關(guān)分析控制其他社會經(jīng)濟(jì)因素，可減弱其對所研究相關(guān)關(guān)系的影響. 如圖12所示，控制天然氣消耗量和用電量因素的影響后，PM2.5濃度下降與煤炭消耗量減少呈顯著相關(guān)(R=0.879，P＜0.05)；控制煤炭消耗量和天然氣消耗量后，PM2.5濃度下降與用電量增加呈顯著相關(guān)(R=-0.841，P＜0.05). 控制煤炭消耗量后，SO2濃度降低與天然氣使用的推廣呈顯著相關(guān)(R=-0.965，P＜0.05). 控制建筑施工面積后，粗顆粒(PM2.5～10)濃度下降與綠化覆蓋率增加呈顯著相關(guān)(R=-0.859，P＜0.05).

圖 10 2011—2020年天津市各源類對環(huán)境空氣中秋冬季PM2.5的貢獻(xiàn)率Fig.10 Sources percentage contribution in PM2.5 of autumn and winter from 2011 to 2020 in Tianjin

綜上，該研究從產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、“雙散”管控和末端治理3個方面對天津市大氣污染防治措施進(jìn)行梳理，對其有效性進(jìn)行評估.

圖 11 2011—2020年天津市秋冬季PM2.5主要源貢獻(xiàn)率的變化Fig.11 Change of main Sources percentage contribution to ambient PM2.5 of autumn and winter from 2011 to 2020 in Tianjin

2.4.1產(chǎn)業(yè)與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整初見成效

圖 12 天津市污染物濃度與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系Fig.12 Relationship between ambient pollutants concentration and social-economic indicators

圖 13 2001—2020年天津市PM10、SO2、PM2.5年均濃度階段變化趨勢Fig.13 The trend of phase changes of PM10, SO2, PM2.5 concentration from 2001 to 2020 in Tianjin

2001-2020年天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重心由第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，能源結(jié)構(gòu)由煤炭為主向清潔能源轉(zhuǎn)變. 分階段來看：①2001-2005年天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對GDP的貢獻(xiàn)主要以第二產(chǎn)業(yè)為主，貢獻(xiàn)率在50%左右. 該階段煤炭消耗量不斷增加，天然氣消耗量較少，SO2濃度超過GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn)(見圖13).2010年《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》提出了堅持優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局、加強能源的清潔利用等原則. ②2010-2013年天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)率下降了1.8%，依舊為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；煤炭消耗量在此期間持于上升階段，并在2013年達(dá)到最高消耗量，天然氣消耗量和用電量增加，SO2濃度先降后升，總體已達(dá)到GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn). ③2013-2017年天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)率逐漸下降，第三產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)率逐漸上升，且煤炭消耗量大幅減少，天然氣消耗量迅速增加. 該階段天津市SO2濃度下降了72.9%，取得了顯著效果. 在同一時期，我國人為污染排放減少了59%的SO2、21%的NOx、23%的CO、36%的PM10、33%的PM2.5及32%的OC[22]. 2018年《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》要求有效推進(jìn)北方地區(qū)清潔取暖，實現(xiàn)“增氣減煤”. ④2017-2020年天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變第三產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè). 2019年天津市煤炭消耗量比2015年下降了17.0%，天然氣消耗量上升了70.5%；2020年P(guān)M2.5濃度比2015年下降了31.4%，SO2濃度下降了72.4%；2020年燃煤的貢獻(xiàn)率比2016年減少了37.6%，二次硫酸鹽的貢獻(xiàn)率減少了32.2%. 可見，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)的有序良性調(diào)整使天津市大氣污染防治初見成效.

2.4.2散煤、“散亂污”治理效果明顯

推動散煤清潔化治理和“散亂污”企業(yè)整治，實施清潔能源替代和清潔化治理并重措施. 2013年《空氣污染防治行動計劃》和《京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治行動計劃實施細(xì)則》中規(guī)定：小型燃煤鍋爐退役、重點行業(yè)污染控制、城市車輛總量控制、燃料質(zhì)量改善、控制煤炭消耗量、清潔能源供應(yīng)、煤炭清潔使用等. 實施的一系列大氣污染防治措施使集中供熱排放的PM2.5得到有效控制[37-38]. 但農(nóng)村地區(qū)散煤燃燒問題依然嚴(yán)峻，散煤污染物排放量約占采暖季污染物排放量的50%[39]. 2015年天津市修訂了《工業(yè)和民用煤質(zhì)量》煤質(zhì)地方標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步加嚴(yán)煤質(zhì)指標(biāo)，在全市域嚴(yán)禁使用民用煙煤，并印發(fā)《2015年散煤清潔化治理工作方案》持續(xù)推進(jìn)民用散煤污染治理.2013-2017年天津市PM10與PM2.5濃度呈下降趨勢，分別減少了37.3%和35.4%，但仍超過各自相應(yīng)的GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn). 2017年后天津市整治了約2萬家“散亂污”企業(yè)，并推廣天然氣、電力等清潔能源替代，促使散煤加快退出市場，農(nóng)村生活散煤治理以清潔無煙型煤替代，提高燃煤質(zhì)量和燃燒效率，減少污染排放. 2017-2020年P(guān)M2.5濃度下降了22.6%，PM10濃度下降了27.6%，SO2濃度下降了50.0%. 2020年機(jī)動車尾氣塵的貢獻(xiàn)率比2017年下降了19.7%，揚塵的貢獻(xiàn)率下降了0.6%，二次硫酸鹽的貢獻(xiàn)率下降了6.6%.

2.4.3末端治理的管控

2006年我國逐步淘汰中小型發(fā)電機(jī)組并全面推行高效的煙氣脫硫技術(shù)，大氣中SO2濃度有所下降，但也超過GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn). 2014年“美麗天津·一號工程”項目中石化煙氣脫硫除塵每年可減少1 400 t SO2和470 t粉塵的排放. 2015年天津市全面推進(jìn)潔凈空氣計劃，對22家企業(yè)進(jìn)行脫硫除塵改造；對84座燃煤工業(yè)鍋爐進(jìn)行改燃并更換了24萬臺農(nóng)村無煙煤爐具. 與2013年相比，2015年SO2與PM2.5濃度分別下降了50.8%和27.1%，且2016年二次硫酸鹽貢獻(xiàn)率比2011年減少了61.8%.

2003年天津市實施“藍(lán)天工程”，對揚塵污染提出防治措施，PM10濃度有所下降，但是仍超過GB 3095-2012二級標(biāo)準(zhǔn)，可能是因為“十五”期間天津市進(jìn)行大規(guī)模的市政工程建設(shè)，城區(qū)快速路和地鐵建設(shè)全面展開，施工造成揚塵嚴(yán)重[40]. 天津市建筑施工面積從2010年的7 564.3×104m2升至2013年的12 791.0×104m2，增加了69.1%，PM10濃度上升了56.3%.2013年后天津市實施建筑工地、渣土運輸、房屋拆遷和道路揚塵精細(xì)化管理，嚴(yán)格實施封閉、高欄圍擋、噴淋等工程措施，消除建成區(qū)裸露地面. 2013-2020年建成區(qū)綠化覆蓋率從34.9%增至37.5%，PM10濃度降低了54.7%，且2020年揚塵的貢獻(xiàn)率比2011年下降了10.7%.

3 結(jié)論

a) 在長期趨勢變化上，2001-2020年天津市環(huán)境空氣中SO2、PM2.5、PM10和CO濃度均呈顯著下降趨勢，NO2濃度處于平穩(wěn)狀態(tài)，O3濃度有潛在的上升趨勢；SO2、PM2.5、PM10、CO和NO2濃度均呈現(xiàn)冬季高、夏季低的分布特征；O3濃度則是夏季高、冬季低.

b) 在顆粒物化學(xué)組成上，PM2.5中SO42-的占比逐漸減少，NO3-和NH4+占比逐漸增加，Si占比減少，Ca占比增加；反映在顆粒物來源上，二次硫酸鹽、燃煤貢獻(xiàn)率的降幅較大，揚塵貢獻(xiàn)率有所下降，機(jī)動車尾氣塵貢獻(xiàn)率基本穩(wěn)定，二次硝酸鹽貢獻(xiàn)率顯著增加.

c) 在大氣污染類型上，過去20年來，天津市大氣污染類型已由燃煤揚塵為主的一次混合型逐漸演變?yōu)镺3與PM2.5為代表的二次復(fù)合型.

d) 在大氣防治對策的有效性上，2013年以來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，區(qū)域性的煙氣脫硫、“雙散”治理以及大規(guī)模取締中小燃煤鍋爐等重大舉措對天津市環(huán)境空氣質(zhì)量改善具有明顯效果. 未來要緊密結(jié)合國家“雙碳”戰(zhàn)略，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)與能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量的持續(xù)改善.