貴州省大氣污染防治進展、現(xiàn)存挑戰(zhàn)及對策建議

楊 員 劉 豪 徐 鵬 馮培松 王永紅*

(1.貴州省環(huán)境科學研究設計院，貴陽 550081;2.貴州大學資源與環(huán)境工程學院，貴陽 550025; 3.貴州喀斯特環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)教育部野外科學觀測研究站，貴陽 550025)

大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境污染的現(xiàn)象[1]。1943年洛杉磯光化學煙霧事件和1952年倫敦煙霧事件出現(xiàn)后，大氣污染對人體健康的危害和周邊生態(tài)環(huán)境的破壞才逐漸為人們所重視。隨著我國城市化、工業(yè)化、區(qū)域經(jīng)濟一體化進程不斷加快，機動車保有量和城市人口數(shù)量的急劇膨脹，我國的大氣污染由以二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入顆粒物(PM10)等一次污染物為特征的傳統(tǒng)煤煙型污染演變成了以細顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)為代表的二次污染，區(qū)域性大氣復合型污染特征日益明顯并呈現(xiàn)出令人擔憂的蔓延態(tài)勢[2]。為明顯改善環(huán)境空氣質(zhì)量和增強人民的藍天幸福感，科學家們開展了大量的研究工作，環(huán)保部門也出臺了很多防控措施，尤其是國務院2013年9月10日發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)[2013]37號)(以下簡稱“大氣十條”)和2018年7月3日發(fā)布的《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》(國發(fā)〔2018〕22號)(以下簡稱“三年行動計劃”)實施以來，有力地推動了我國大氣環(huán)境污染的防治，促進了我國環(huán)境空氣質(zhì)量的改善[3-4]。雖然“大氣十條”和“三年行動計劃”實施以來，我國環(huán)境空氣評價參數(shù)PM2.5呈現(xiàn)逐年顯著下降趨勢，但離世界衛(wèi)生組織(WHO)指導值(15μg/m3)仍有很大差距，且O3污染呈快速上升及蔓延趨勢，已成為繼PM2.5后制約我國城市或區(qū)域空氣質(zhì)量持續(xù)改善和達標管理的瓶頸問題。因此，PM2.5和O3的協(xié)同控制已成為新時期我國大氣污染治理的新目標，有關(guān)大氣污染的科學研究需要不斷深入，防控措施需要不斷升級和精細化。

貴州省是長江和珠江上游的重要生態(tài)屏障，相較于我國中東部城市化和工業(yè)化發(fā)展所導致的嚴重的空氣污染問題，貴州省整體呈現(xiàn)出較為清潔的大氣環(huán)境。但其西部大開發(fā)綜合改革示范區(qū)、數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)新區(qū)、內(nèi)陸開放型經(jīng)濟新高地和生態(tài)文明建設先行區(qū)的戰(zhàn)略定位，使其產(chǎn)業(yè)集聚并迅速發(fā)展，給環(huán)境帶來了一定的沖擊。歷年來，貴州省人民政府高度重視環(huán)境質(zhì)量的保持和改善，2013年以來相繼出臺了一系列行動計劃、區(qū)域規(guī)劃、應急預案和攻堅方案。系列措施為我省空氣質(zhì)量帶來巨大改善，空氣質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)中向好，除O3外，其余5項參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度的下降[5-7]。然而，目前我省仍然面臨著大氣污染尤其是O3污染的嚴峻挑戰(zhàn)。中共貴州省委關(guān)于制定貴州省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠景目標的建議和國務院關(guān)于支持貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的意見(國發(fā)〔2022〕2號)均強調(diào)深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)。在此背景下，如何建立針對性的管理機制并落實相關(guān)措施，協(xié)同治理PM2.5和O3污染，進一步改善空氣質(zhì)量，成為建設美麗貴州的一個重要問題。因此，有必要梳理我省大氣污染防治的進展、現(xiàn)存挑戰(zhàn)及對策建議，為我省下一階段大氣污染防治提供經(jīng)驗借鑒和決策參考。

1 貴州省城市環(huán)境空氣質(zhì)量評價參數(shù)監(jiān)測演變

貴州省城市環(huán)境空氣質(zhì)量評價參數(shù)的監(jiān)測經(jīng)歷了指標逐漸完善、執(zhí)行標準逐漸統(tǒng)一和監(jiān)測城市逐漸增多的發(fā)展過程，如表1所示。2014年貴州省在13個城市開展環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，其中貴陽市和遵義市兩個國家重點城市按《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095-2012)(簡稱新標準)要求開展了SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.56項指標的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，而11個設市城市(赤水市、興義市、凱里市、仁懷市、畢節(jié)市、六盤水市、都勻市、銅仁市、安順市、福泉市、清鎮(zhèn)市)按《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095-1996)(簡稱老標準)要求開展SO2、NO2和PM103項指標的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測。2015年貴州省在9個中心城市(貴陽市、遵義市、都勻市、興義市、凱里市、畢節(jié)市、六盤水市和銅仁市)按照新標準開展6項指標的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，而在赤水市、福泉市、仁懷市和清鎮(zhèn)市按照老標準開展3項指標的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測。從2016開始，貴州省在9個中心城市和88個縣(市、區(qū))均按照新標準開展6項指標的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測。至今，貴州省大氣環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控體系已基本建立。

表1 貴州省城市環(huán)境空氣質(zhì)量評價參數(shù)監(jiān)測發(fā)展過程

上述目標城市環(huán)境評價參數(shù)嚴格按照環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法(HJ 653-2013)和環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法(HJ 654-2013)進行連續(xù)觀測。PM10和PM2.5的監(jiān)測方法為β射線吸收法或微量振蕩天平法；NO2、SO2和O3分別利用化學發(fā)光法、紫外熒光法和紫外吸收法進行監(jiān)測；CO則用非分散紅外吸收法或氣體濾波相關(guān)紅外吸收法進行觀測。相關(guān)儀器的型號、最大量程、最低檢測限、零漂(2h)、跨漂、適宜工作溫度和響應時間等基本參數(shù)及日常標定和維護詳見參考文獻[8-10]。貴州省生態(tài)環(huán)境廳依據(jù)《城市環(huán)境空氣質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定》，按空氣質(zhì)量綜合指數(shù)(簡稱綜合指數(shù))和AQI優(yōu)良天數(shù)比例對目標城市進行排序，客觀反映城市空氣質(zhì)量的優(yōu)劣和防治措施的成效，傳導治污壓力，倒逼地方政府采取切實可行的措施提升空氣質(zhì)量。

2 貴州省城市大氣污染防治取得的進展

為全面加強生態(tài)環(huán)境保護，堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)，進一步改善全省環(huán)境空氣質(zhì)量，不斷提升人民群眾幸福感和獲得感，貴州省相繼出臺了《貴州省大氣污染防治行動計劃實施方案》(黔府發(fā)〔2014〕13號)、《貴州省重污染天氣應急預案》(黔府辦發(fā)〔2015〕37號)、《貴州省打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》(黔府發(fā)〔2018〕26號)和《黔中城市群大氣污染聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃》(黔環(huán)函〔2021〕292號)。這些行動計劃和應急預案實施以來，全省各部門深入落實相關(guān)要求，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運輸結(jié)構(gòu)、用地結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整；開展了建筑施工和道路揚塵治理、柴油貨車污染治理、工業(yè)企業(yè)大氣污染防治、工業(yè)爐窯大氣污染綜合整治、重點行業(yè)揮發(fā)性有機物(VOCs)綜合治理、散燒燃煤治理和煤炭消費減量替代等專項行動。地方人民政府和相關(guān)部門，結(jié)合本地實際情況，制定大氣污染防治行動計劃實施方案和攻堅實施方案、秋冬季大氣污染綜合治理百日攻堅專項行動方案和網(wǎng)格化管理實施方案，例如《2014年黔西南州大氣污染防治實施計劃》(州府發(fā)〔2014〕16號)和《正安縣大氣污染防治網(wǎng)格化管理實施方案》(正府辦發(fā)〔2020〕23號)。在落實防治措施的過程中，逐漸形成了集科技支撐、政策支持與公眾參與為一體的有效管控體系，取得了顯著成效。

基于2016-2020年貴州省環(huán)境評價參數(shù)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)各地州市PM10、PM2.5、SO2、CO 和NO2均呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，下降速率范圍分別為-6.16(95%置信區(qū)間(CI):-7.37～-4.68)～0.11 μg m-3yr-1(95%CI:-1.12～1.11)、-4.22(95%CI:-5.21～-3.12)～0.91 μg m-3yr-1(95% CI: -0.25～2.2)、-3.72(95%CI:-5.38～-2.62)～2.87 μg m-3yr-1(95%CI:1.98～3.86)、-0.08(95%CI:-0.11～-0.06)～0.01 mg m-3yr-1(95% CI: -0.02～0.05)以及-2.39(95%CI:-2.99～-1.81) ～0.48 μg m-3yr-1(95% CI: -0.31～1.17)(圖1)。值得注意的是，PM10、PM2.5和SO2的下降速率低于國家平均水平(7 μg m-3yr-1、6 μg m-3yr-1和5 μg m-3yr-1)[3]，凱里市SO2呈現(xiàn)上升趨勢(2.87 μg m-3yr-1(95% CI: 1.98～3.86))，需加大力度對其管控。PM2.5濃度的降低與其前體物(如VOCs、SO2和NO2)降低有關(guān)[11]，相關(guān)性分析表明未來繼續(xù)削減PM2.5，需要繼續(xù)優(yōu)先管控氮氧化物(NOx)[3]。NOx的存在，可以快速提高大氣的氧化能力[12]，不但本身可以轉(zhuǎn)化成為硝酸和硝酸鹽，還可以加速SO2向硫酸鹽的轉(zhuǎn)化，繼而與氨結(jié)合，生成硫酸銨和硝酸銨顆粒物[3, 13-16]。與之相反的是，貴州省各地州市O3呈現(xiàn)上升趨勢，上升速率范圍為0.85(95%CI:0～1.78)～3.71 μg m-3yr-1(95%CI:2.54～5.13)，與國家平均水平(2.1 μg m-3yr-1)[3]相當。由于O3不完全是直排，而主要是NOx和VOCs在陽光作用下發(fā)生光化學反應生成的二次污染物。PM2.5下降導致輻射通量上升、氣溶膠對超氧化氫(HO2)自由基非均相吸收減少和污染源排放結(jié)構(gòu)變化可能是近期O3污染持續(xù)上升的重要原因[4, 17]。由此可見，PM2.5和O3協(xié)同防控意義重大。

3 貴州省城市大氣污染防治存在的挑戰(zhàn)

繼續(xù)保持高位環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率和有效遏制O3增長趨勢及繼續(xù)削減PM2.5的難度大。貴州省生態(tài)環(huán)境狀況公報顯示，2020年全省環(huán)境空氣質(zhì)量總體優(yōu)良，9個中心城市和88個縣(市、區(qū))環(huán)境空氣質(zhì)量均達到新標準(GB 3095-2012)二級標準；9個中心城市AQI優(yōu)良天數(shù)比例平均為99.2%，同比上升1.2個百分點；88個縣(市、區(qū))AQI優(yōu)良天數(shù)比例額為99.4%，同比上升1.1個百分點。繼續(xù)保持高位環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率壓力較大，進步空間小。環(huán)境評價參數(shù)O3和PM2.5已成為明顯短板，O3濃度及其超標天數(shù)占比不降反升，有效遏制O3增長趨勢和繼續(xù)削減PM2.5的難度大。中心城市全部開展了大氣顆粒物來源解析常態(tài)化工作，但其覆蓋范圍難以滿足進一步削減PM2.5的需求。

VOCs未納入環(huán)境空氣常規(guī)監(jiān)測體系，難以提出科學精準的治理防控措施。VOCs 和NOx是O3與二次PM2.5生成的共同前體物，O3與二次PM2.5防控需要開展VOCs 和NOx協(xié)同控制[18-20]。NOx的主要來源是工業(yè)、交通和電廠。截至2020年底，全省火電、水泥企業(yè)均已完成脫硫、脫硝、除塵治理設施建設且實現(xiàn)達標排放，大型熱力發(fā)電廠的超低排放技改正在積極推進，工程性減排空間狹窄，持續(xù)改善空間有限。VOCs 主要有人為源和天然源，其中城市地區(qū)VOCs 排放主要來自人為源，包括移動源、工業(yè)源、溶劑使用等。9個中心城市雖然陸續(xù)開展了非甲烷總烴的監(jiān)測工作，但VOCs未納入環(huán)境空氣常規(guī)監(jiān)測體系，O3與二次PM2.5生成的關(guān)鍵VOCs物種的活性水平及其來源未厘清，難以提出科學精準的治污措施。

應急管控方案滯后，區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控不夠深化。貴州省導致污染天氣發(fā)生的超標污染物已由原來傳統(tǒng)的燃煤型污染物SO2、NO2轉(zhuǎn)變?yōu)镻M2.5、PM10、O3。O3已成為繼PM2.5后制約我省城市或區(qū)域空氣質(zhì)量持續(xù)改善和達標管理的瓶頸問題。目前，我省對O3污染與NOx和VOCs 的敏感性、顆粒物對O3

的影響、O3污染形成的氣象和氣候因素、 O3的區(qū)域間及區(qū)域內(nèi)和垂直輸送影響等科學問題沒有基本的認知，凸顯出我們對O3污染機理的研究不足，可能造成應對措施的相對滯后。深化落實區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要一環(huán)，也是當前應對區(qū)域性污染天氣的必要手段。當前，地方環(huán)保部門對區(qū)域污染認識不足，應對措施以改善當?shù)乜諝赓|(zhì)量為目標，未突破現(xiàn)有以行政單位各自為政的管理制度，凸顯信息共享和區(qū)域協(xié)調(diào)的防控機制不夠深化，造成當連續(xù)性成片污染出現(xiàn)后并沒有完善的措施應對。

4 貴州省城市大氣污染防治對策建議

深入開展 PM2.5和O3的協(xié)同控制研究。近年來，我省以降低PM2.5為首要目標的大氣污染防治措施取得了顯著的成效，但近地面O3污染問題卻愈發(fā)突出，如何實現(xiàn)PM2.5和O3污染控制的“雙贏”，特別是二次有機氣溶膠(SOA)和O3的協(xié)同治理，是我省“十四五”期間大氣污染治理的主要任務。目前，我省在PM2.5與O3協(xié)同防控中存在基礎(chǔ)科學研究不足的問題。鑒于此，政府、環(huán)保部門、科研院所和高校應該聯(lián)合開展區(qū)域大氣污染成因外場綜合協(xié)同觀測，從科學上厘清PM2.5和O3的關(guān)系及影響二者關(guān)聯(lián)性的因素，實現(xiàn)減排目標、減排措施、區(qū)域控制和保障政策協(xié)同。在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮并制定不同層面 PM2.5與O3污染的綜合防治對策，強化多污染協(xié)同減排，制定具有地區(qū)和時段差異化的 NOx與 VOCs 協(xié)同減排策略。

高度重視環(huán)境空氣O3污染防治。O3是環(huán)境空氣質(zhì)量評價六參數(shù)中唯一持續(xù)上升的污染物，貴州省O3污染影響區(qū)域逐年擴大，大范圍(尤其是黔中城市群)O3污染出現(xiàn)頻率增加。O3已成為影響我省環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染物，是制約我省下一步環(huán)境空氣質(zhì)量改善的重要因子?；诖?，我省應該借鑒珠三角、長三角等地區(qū)和上海、成都等城市在O3污染防治方面取得的經(jīng)驗(中國大氣臭氧污染防治藍皮書(2020))，開展區(qū)域性O3污染源頭治理和環(huán)境治理的科學試驗。在推進光化學監(jiān)測網(wǎng)絡建設和觀測數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，厘清我省O3污染狀況和演變情況，研究O3污染成因，探索O3生成控制區(qū)(NOx控制區(qū)、VOCs 控制區(qū)和過渡區(qū)[18])時空分布，識別O3污染控制的關(guān)鍵活性VOCs 物種，量化O3污染形成的氣象和氣候因素貢獻，解析O3前體物 NOx和VOCs 的主要來源和O3的水平及垂直傳輸特征和影響因素。在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建O3污染防治科學管理體系，開展區(qū)域和城市差異化精細化O3污染防控。

建立VOCs 組分業(yè)務化監(jiān)測體系。目前，貴州省9個中心城市開展了非甲烷總烴常態(tài)化觀測，但其覆蓋范圍難以滿足推進VOCs綜合治理的需求。我省應研究建立多點位(城市站、背景站、傳輸通道上下風向等)VOCs組分離線和在線連續(xù)監(jiān)測網(wǎng)絡，厘清我省VOCs濃度組成特征、化學活性物種及其來源的時空差異。分析不同VOCs排放源的產(chǎn)污機理和排放特征，以及重點目標污染物的性質(zhì)、建立不同行業(yè)的VOCs全譜采樣方法。建立有效識別重點VOCs物種和重點源對二次污染物生成貢獻的技術(shù)方法和VOCs排放源特征譜的構(gòu)建方法與校核技術(shù)，開展工藝過程(石化行業(yè)、化工行業(yè)、鋼鐵行業(yè)和印刷行業(yè)等)、移動源(汽油車、柴油車和LPG車)、低矮面源(秸稈燃燒過程、取暖煤爐燃燒過程)和溶劑使用源等VOCs排放特征譜研究，構(gòu)建貴州本地化VOCs排放特征譜庫，從而識別環(huán)境空氣 VOCs的主要來源，篩選重點行業(yè)和關(guān)鍵 VOCs組分，制定控制活性 VOCs物種的技術(shù)方法，進而實現(xiàn)對重點行業(yè)的關(guān)鍵 VOCs組分的管控，降低環(huán)境空氣中二次污染物濃度水平。

控制氣態(tài)亞硝酸(HONO)和氨排放。氣態(tài)亞硝酸是城市大氣中 OH 自由基的主要初級來源，是大氣復合污染過程中維持強氧化性的主要因素之一，科學控制HONO可減少白天PM2.5與O3復合污染的發(fā)生[24]。在“雙高水平”下，需要加強HONO 排放控制[25]。控制氨(NH3)排放具有控制PM2.5與O3復合污染發(fā)生的潛力[26]，相關(guān)研究表明控制NH3比控制NOx對減輕PM2.5空氣污染更具有成本效益[27]，也有研究表明高NH3條件下HONO的大量形成可明顯提升大氣氧化能力并促進霧霾污染發(fā)生[28]。在現(xiàn)有污染物排放控制的基礎(chǔ)上，加大對HONO和NH3排放的控制，對緩解PM2.5與O3空氣污染具有重要意義。因此，政府、環(huán)保部門、科研院所和高校應該盡快把HONO和NH3的常態(tài)化聯(lián)網(wǎng)觀測提上日程，厘清二者源匯及其在PM2.5與O3污染中的作用，助力以光化學研究為基礎(chǔ)的光化學污染控制對策的制定。

構(gòu)建“政治智慧-管理創(chuàng)新-科學先行-公眾參與”大氣污染治理政策保障體系。深化落實“縱向協(xié)調(diào)、橫向聯(lián)動”的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，加強資訊共享，突破現(xiàn)有以行政單位各自為政的管理制度。建議建成黔中區(qū)域大氣O3污染成因與防治重點實驗室，成立黔中區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控委員會和O3污染控制專業(yè)委員會，將該區(qū)域作為貴州省大氣污染防治的示范特區(qū)。逐步制定落實相應的法律規(guī)章，強化工業(yè)源、移動源、施工揚塵源的監(jiān)測。形成制衡系統(tǒng)，涉環(huán)保相關(guān)單位和利益相關(guān)方彼此監(jiān)督。抓緊時間進行基礎(chǔ)性的科學研究，加大科研投入力度，根據(jù)科研結(jié)果制定詳盡完備的污染物減排控制方案，避免“拍腦門”做決策。凝聚公眾參與環(huán)保的力量，借助媒體廣泛展開科普和政策法規(guī)宣傳，積極引導公眾關(guān)注環(huán)保，監(jiān)督、舉報違規(guī)污染排放工業(yè)企業(yè)。今后的大氣污染治理將面臨比以前更復雜更艱難的工作，有關(guān)科研決策業(yè)務部門必須注意在實際工作進展中發(fā)現(xiàn)新問題，掌握新動態(tài)，探索新理論和使用新手段。全民動員，讓違規(guī)污染排放沒有容身之所。

5 展望

雖然貴州省“十三五”期間大氣污染防治取得顯著成效，但大氣污染防控工作依然任重道遠，大氣O3污染增速加快，PM2.5和O3污染協(xié)同控制成為迫切需要解決的問題。為完成貴州省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠景目標的建議和貫徹落實國務院關(guān)于支持貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的意見，必須在鞏固和深化“十三五”期間行之有效的措施和政策基礎(chǔ)上，加大力度釋放優(yōu)化產(chǎn)業(yè)、能源、交通結(jié)構(gòu)的污染減排潛力，深化系統(tǒng)治污和科學治污，完善制度機制，提高治理水平，創(chuàng)新管理工具，落實各方責任，開展全民行動，實現(xiàn)全省空氣質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定改善，全面打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，讓人民群眾獲得或擁有更加強烈的“藍天幸福感”。