廣東某工業(yè)城市空氣質(zhì)量變化特征分析

黎細華，蘇淑珍

（廣東省東莞生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，廣東 東莞 523009）

0 引言

隨著人口的增長、城市化進程的加快和工業(yè)化程度的不斷提高，尤其是交通工具和工廠排放等對大氣環(huán)境的影響加深，城市空氣質(zhì)量問題日益凸顯?？諝猸h(huán)境質(zhì)量主要由環(huán)境空氣容量和污染物排放量決定[1]?？諝赓|(zhì)量問題直接關(guān)系到公眾的身體健康和生命安全，也是一項全球面臨的大環(huán)境問題。大氣環(huán)境與當?shù)刈匀画h(huán)境、社會經(jīng)濟及工業(yè)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，除了區(qū)域性影響因素外，傳輸性污染也對當?shù)卦斐芍苯佑绊慬2-3]。在物理化學(xué)反應(yīng)影響下，全國各地城市環(huán)境空氣質(zhì)量在不同時間、不同氣象條件下，波動變化很大，或普遍改善、或階段性下滑、或交替反復(fù)，空氣質(zhì)量變化普遍呈復(fù)雜性和不確定性[4-7]。本文以廣東東部一工業(yè)城市為研究對象，以該城市大氣自動監(jiān)測站“十三五”期間的二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、細顆粒物（PM2.5）監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)，通過分析其空氣質(zhì)量變化，進行綜合分析評價，為改善環(huán)境空氣質(zhì)量提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

研究目標城市位于廣東省東部（以下簡稱A 市），毗鄰發(fā)達地區(qū)，交通發(fā)達，形成以塑料橡膠制品、印刷和家具、電子設(shè)備等制造業(yè)為主的外向型經(jīng)濟體系[8]。地處北回歸線以南，瀕臨海洋，亞熱帶季風(fēng)氣候顯著，具有長夏無冬，光照充足，熱量豐富，氣候溫暖，溫度變幅小，雨量充沛，干濕季明顯的特點。

2 評價標準

根據(jù)根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095—2012）、《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）以及《關(guān)于發(fā)布＜環(huán)境空氣質(zhì)量標準＞（GB 3095—2012）修改單的公告》，評價項目為SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5共六項，SO2、NO2、O3、CO 為參比狀態(tài)（即大氣溫度為298.15 K，大氣壓力為101.325 kPa時的狀態(tài)）下的濃度，PM10、PM2.5為監(jiān)測時大氣溫度和壓力下的濃度。污染物濃度評價結(jié)果符合GB 3095—2012 和HJ 633—2012 規(guī)定，即為達標。所有污染物濃度均達標，即為環(huán)境空氣質(zhì)量達標[9-10]。

3 “十三五”期間主要大氣污染物的變化特征

2016—2020 年綜合指數(shù)值分別是3.75、4.00、3.91、4.16、3.23，A 市綜合指數(shù)呈波動變化，綜合指數(shù)最高值為4.16，出現(xiàn)在2019 年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為3.23。與“十二五”末（2015 年，下同）相比，“十三五”末（2020 年，下同）環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)改善了16.1%。2016—2020 年，AQI 達標率分別是90.7%、87.7%、87.9%、78.1%、91.3%，2016—2019 年A 市達標天數(shù)比例略有下滑，2020 年全面改善。達標天數(shù)比例最低值為78.1%，出現(xiàn)在2019 年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為91.3%。與“十二五”末相比，“十三五”末的達標天數(shù)比例上升了2.3 個百分點。2020 年，A 市1—12 月AQI 達標率分別是96.8%、96.6%、100%、80.0%、87.1%、100.0%、90.3%、77.4%、90.0%、93.5%、90.0%、93.5%，AQI 月達標率在77.4%～100%之間；最高值出現(xiàn)在3 月和6 月，為100%；最低值出現(xiàn)在8 月，為77.4%。除4 月、5 月、8 月外，其它各月份達標天數(shù)比例均超過90%。全年空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）范圍為21～206，達標天數(shù)比例為91.3%，其中優(yōu)179 d，良155 d，輕度污染28 d，中度污染3 d，重度污染1 d。

3.1 首要污染物

2020 年，A 市首要污染物基本以O(shè)3為主，首污天數(shù)占比76.5%，在全年各個月份均有出現(xiàn)。其次是PM2.5，首污天數(shù)占比15.0%，主要出現(xiàn)在1—4 月和10—12 月。第三是NO2，首污天數(shù)占比5.9%，主要出現(xiàn)在1 月、6 月、9 月和11—12 月。偶有PM10為首污的天數(shù)出現(xiàn)，僅在3—5 月共出現(xiàn)了5 天，如圖1 所示?！笆濉逼陂g，A 市以O(shè)3為首要污染物的天數(shù)占比逐年增加，已從2016 年的49.6%增加至2020 年的76.5%。PM2.5占比則在逐步降低，已從2016 年的31.3%降低至2020 年的15.0%。如圖2 所示，該變化反映出A 市O3污染逐年凸顯，PM2.5逐年改善的趨勢。

圖1 2020 年A 市首要污染物污染天數(shù)月分布情況

圖2 2016—2020 年A 市首要污染物污染天數(shù)分布情況

3.2 SO2

從主要大氣污染物狀況來分析，2016—2020 年，A 市SO2年均質(zhì)量濃度值分別是10、11、9、10、8 μg/m3，歷年均無日均值超標現(xiàn)象，全部達到國家年均值二級標準（60 μg/m3），整體保持穩(wěn)中向好的趨勢。年均質(zhì)量濃度最高值為11 μg/m3，出現(xiàn)在2017 年；2018 年、2020 年SO2年均濃度達到個位數(shù)，2020 年達歷史最優(yōu)，為8 μg/m3。與“十二五”末相比，“十三五”末的SO2年均濃度下降了33.3%。

2020 年，A 市SO2日均質(zhì)量濃度范圍在5～15 μg/m3之間，月均質(zhì)量濃度范圍在6～11 μg/m3之間，各月份濃度均值相差不大，1—12 月質(zhì)量濃度均值分別是9、8、8、10、7、6、7、7、7、9、10、11 μg/m3，未出現(xiàn)日均值超標現(xiàn)象；最低值出現(xiàn)在6 月，最高值出現(xiàn)在12 月；全年質(zhì)量濃度均值為8 μg/m3，均達到國家年均值二級標準（60 μg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d。

3.3 NO2

2016—2020 年，A 市NO2年均質(zhì)量濃度分別是31、37、36、37、27 μg/m3，歷年均無日均值超標現(xiàn)象，全部達到國家年均值二級標準（40 μg/m3），其中2016—2017 年略有上升，2017—2019 年保持平穩(wěn)，2020 年有明顯改善。年均質(zhì)量濃度最高值為37 μg/m3，出現(xiàn)在2017 年、2019 年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為27 μg/m3。與“十二五”末相比，“十三五”末的NO2年均濃度下降了12.9%。

2020 年，A 市NO2日均濃度范圍在6～75 μg/m3之間。月均質(zhì)量濃度范圍在18～37 μg/m3之間，1—12 月質(zhì)量濃度均值分別是33、19、27、34、25、19、18、25、28、24、34、37 μg/m3，均未出現(xiàn)日均值超標現(xiàn)象；月均濃度最低值出現(xiàn)在7 月，最高值出現(xiàn)在12 月，均達到國家年均值二級標準（40 μg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d。

3.4 PM10

2016—2020 年，A 市可吸入顆粒物（PM10）年均質(zhì)量濃度值分別是45、47、46、48、38 μg/m3，歷年均無日均值超標現(xiàn)象，全部達到國家年均值二級標準（70μg/m3），其中2016—2019 年基本保持穩(wěn)定，2020 年有明顯改善。年均質(zhì)量濃度最高值為48 μg/m3，出現(xiàn)在2019年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為38 μg/m3。與“十二五”末相比，“十三五”末的PM10年均質(zhì)量濃度下降了19.1%。

2020 年，A 市PM10日均濃度范圍在4～116 μg/m3之間；月均質(zhì)量濃度范圍在20～55 μg/m3之間，1—12 月質(zhì)量濃度均值分別是45、31、37、45、31、20、21、30、36、44、54、55 μg/m3，均未出現(xiàn)日均值超標現(xiàn)象；月均質(zhì)量濃度最低值出現(xiàn)在6 月，最高值出現(xiàn)在12 月，達到國家年均值二級標準（70 μg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d。

3.5 CO

2016—2020 年，A 市一氧化碳（CO）年均質(zhì)量濃度值分別是12、1.1、1.1、1.1、0.9 mg/m3，歷年均無日均值超標現(xiàn)象，全部達到國家年均值二級標準（4 mg/m3），其中2016—2019 年保持平穩(wěn)并略有下降，2020 年有明顯改善。年評價質(zhì)量濃度最高值為1.2 mg/m3，出現(xiàn)在2016 年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為0.9 mg/m3。與“十二五”末相比，“十三五”末的CO 年評價濃度下降了18.2%。

2020 年，A 市CO 日均年度濃度范圍在0.4～1.1 mg/m3之間。月評價質(zhì)量濃度范圍在0.6～1.1 mg/m3之間，1—12 月質(zhì)量濃度均值分別是1.1、0.8、0.7、0.8、0.9、0.8、0.6、0.8、0.9、0.8、0.9、0.9 mg/m3，均未出現(xiàn)日均值超標現(xiàn)象；月評價質(zhì)量濃度最低值出現(xiàn)在7 月，最高值出現(xiàn)在1 月，全年評價濃度為0.9 mg/m3，達到國家年評價濃度二級標準（4 mg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d。

3.6 NO2

2016—2020 年，A 市臭氧（O3）年均濃度值分別是152、156、156、191、155 μg/m3，除2019 年外A 市O3年評價濃度均已達到國家年評價濃度二級標準（160 μg/m3），且2016—2018 年、2020 年評價濃度基本保持穩(wěn)定。年評價質(zhì)量濃度最高值為2019 年的191 μg/m3，最低值為2016 年的152 μg/m3；日最大8 小時值超標率為2019 年的19.7%，最低值為2020年的8.7%。與“十二五”末相比，“十三五”末的O3年評價濃度下降了1.3%。

2020 年，A 市O3日最大8 小時值范圍在7～295μg/m3之間。月評價質(zhì)量濃度范圍在105～205μg/m3之間，1—12 月評價質(zhì)量濃度分別是123、129、132、205、162、105、148、179、161、158、156、150 μg/m3，最低值出現(xiàn)在6 月，最高值出現(xiàn)在4 月。各月份超標率范圍在0～22.6%之間，1—12 月日最大8 小時值超標率分別為3.2%、3.4%、0.0、20.0%、12.9%、0.0、9.7%、22.6%、10.0%、6.5%、10.0%、6.5%，除3 月、6 月外各月份均有不同程度超標，最高超標率出現(xiàn)在8 月。全年評價濃度為155 μg/m3，達到國家年評價質(zhì)量濃度二級標準（160 μg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d，日最大8 小時值超標32 d，超標率8.7%。

3.7 PM2.5

2016—2020 年，A 市細顆粒物（PM2.5）年均質(zhì)量濃度值分別是32、34、33、32、24 μg/m3，歷年均無日均值超標現(xiàn)象，全部達到國家年均值二級標準（35 μg/m3），其中2016—2017 年小幅上升，2017—2020 年呈逐年改善。年均質(zhì)量濃度最高值為34 μg/m3，出現(xiàn)在2017 年；2020 年達到歷史最優(yōu)，為24 μg/m3。與“十二五”末相比，“十三五”末的PM2.5年均質(zhì)量濃度下降了27.3%。

2020 年，A 市PM2.5日均質(zhì)量濃度范圍在2～106 μg/m3之間，1—12 月質(zhì)量濃度均值分別是37、27、24、30、18、9、10、17、22、27、32、37 μg/m3，月均質(zhì)量濃度范圍在9～37 μg/m3之間，月均濃度最低值出現(xiàn)在6 月，最高值出現(xiàn)在1 月、12 月；僅1 月出現(xiàn)了1天日均值超標，全年質(zhì)量濃度均值為24 μg/m3，達到國家年均值二級標準（35 μg/m3）；全年有效監(jiān)測天數(shù)366 d，日均值超標1 天，超標率0.3%。

2016—2020 年A 市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)見表1。

表1 2016—2020 年A 市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)

4 年度時空變化規(guī)律分析

環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)是描述城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合狀況的無量綱指數(shù)，它綜合考慮了SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO 等六項污染物的污染程度，環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)數(shù)值越大表明綜合污染程度越重。從“十三五”期間各項污染物的空氣質(zhì)量分指數(shù)來看，SO2、CO 的空氣質(zhì)量分指數(shù)變化不大，其中SO2的綜合指數(shù)占比保持在4%左右，CO 的綜合指數(shù)占比保持在7%左右。NO2的空氣質(zhì)量分指數(shù)在0.68～0.93，綜合指數(shù)占比在20.7%～23.1%。綜合指數(shù)占比最高出現(xiàn)在2017 年，之后逐年下降，2020 年占比最低，表征A 市NO2污染的逐步好轉(zhuǎn)。PM10的空氣質(zhì)量分指數(shù)在0.54～0.69，綜合指數(shù)占比在16.6%～17.1%。綜合指數(shù)占比基本保持不變，表征A 市揚塵等大顆粒物污染變化不大。O3日最大8 小時值的空氣質(zhì)量分指數(shù)在0.95～1.19，綜合指數(shù)占比在24.4%～30.0%。分指數(shù)在2016—2018 年、2020 年基本保持不變，2019 年遠高于其它年份。綜合指數(shù)占比自2017 年逐步上升，在2020 年出現(xiàn)最高值，表征A 市O3污染的比重逐年加大。PM2.5的空氣質(zhì)量分指數(shù)在0.69～0.97，綜合指數(shù)占比在21.4%～24.4%。分指數(shù)在2016—2019 年基本保持不變，2020 年大幅度好轉(zhuǎn)。綜合指數(shù)占比自2016 年起逐年下降，表征A 市細顆粒污染的逐年好轉(zhuǎn)?？偟膩砜?，A 市主要大氣污染物的污染程度表現(xiàn)為O3＞PM2.5＞NO2＞PM10＞CO＞SO2，且O3已成為影響空氣質(zhì)量最為關(guān)鍵的大氣污染物，如圖3 所示。

圖3 2016—2020 年A 市主要大氣污染物空氣質(zhì)量分指數(shù)

5 環(huán)境空氣質(zhì)量變化原因分析

“十三五”期間，A 市啟動藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，空氣質(zhì)量改善明顯。建立大氣污染防治指揮調(diào)度體系，著力統(tǒng)籌“三大結(jié)構(gòu)、四大領(lǐng)域”長期減排和“重點區(qū)域、重點時段”短期攻堅相銜接，全面提升“人防+技防”能力，是藍天保衛(wèi)戰(zhàn)取得勝利的關(guān)鍵。加強統(tǒng)一指揮調(diào)度，全力保障優(yōu)良天數(shù)，堅持“以時保天、以天保月、以月保季、以季保年”的工作思路，每周調(diào)度重點工作進展，每月通報各鎮(zhèn)街空氣質(zhì)量及任務(wù)完成排名情況。建立指揮調(diào)度工作群，迅速發(fā)布污染天氣應(yīng)對要求、督導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的問題，各部門、各鎮(zhèn)街及時啟動應(yīng)急、對發(fā)現(xiàn)問題進行查處，并及時反饋工作落實情況，形成上下聯(lián)動、同頻共振、整體推進的強大工作合力。

推進產(chǎn)業(yè)綠色升級。嚴格新增VOCs 排放，不再審批工業(yè)集聚區(qū)外的石化和化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷和制鞋行業(yè)、電子元件制造等VOCs 排放重點行業(yè)新建、擴建、遷建項目。推進能源結(jié)構(gòu)升級。以實現(xiàn)煤炭消費總量壓減為目標，推進龍頭企業(yè)自備電廠煤改氣工程實質(zhì)性動工建設(shè)，推動熱電聯(lián)產(chǎn)項目實現(xiàn)投產(chǎn)，保障天然氣供應(yīng)穩(wěn)定，降低天然氣價格，率先完成天然氣價格機制改革。推進交通結(jié)構(gòu)調(diào)整。實施國Ⅲ柴油貨車核心區(qū)限行、黑煙車全市限行。在市行政中心劃定綠色物流片區(qū)，全天禁止柴油貨車行駛。開展交通擁堵節(jié)點治理。推廣新能源汽車使用，全市機關(guān)事業(yè)單位、國有企業(yè)公務(wù)租車優(yōu)先選用純電動車。

6 結(jié)語

“十三五”期間，A 市六項主要大氣污染物基本呈下降趨勢，僅O3日最大8 小時濃度在2019 年出現(xiàn)一次較大反彈。首要污染物以O(shè)3為主，其次是PM2.5，第三是NO2。研究表明A 市O3濃度雖總體呈下降趨勢，但O3日最大8 小時值的綜合指數(shù)分指數(shù)在環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)中占比最高，且有逐年上升的趨勢，表明A 市O3污染的比重日益突出。反之PM2.5濃度和綜合指數(shù)占比都在逐年下降，說明PM2.5污染程度在逐年好轉(zhuǎn)。特別是2020 年，A 市僅出現(xiàn)1 天PM2.5超標，但出現(xiàn)了32 天O3超標。秋冬季屬于PM2.5污染較嚴重的季節(jié)，其中以1 月的污染最為嚴重。夏秋兩季屬于臭氧污染較嚴重的季節(jié)，其中以8—10 月的污染最為嚴重?！笆濉逼陂g，A 市大力采取了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)升級、交通結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施，全面深化了工業(yè)源、移動源、生活源、揚塵焚燒源等治理，空氣質(zhì)量改善明顯。但在面臨工業(yè)污染減排、機動車污染治理、成品油監(jiān)管、非道路移動機械治理、揚塵焚燒污染等方面仍然任重而道遠。