長(zhǎng)三角區(qū)域典型城市大氣污染特征及防治建議

紀(jì)昳

摘要：長(zhǎng)三角區(qū)域是工業(yè)集聚程度高、大氣環(huán)境污染形勢(shì)較為嚴(yán)峻的區(qū)域。本文以長(zhǎng)三角區(qū)域的典型城市南京市作為分析對(duì)象，研究其大氣污染特征，分析主要污染物的組成和來源，從而深入了解長(zhǎng)三角地區(qū)大氣污染問題的影響因素，并有針對(duì)性地提出有效的防治建議。

關(guān)鍵詞：城市;大氣污染;防治;建議

中圖分類號(hào)：X511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.021

Abstract：The Yangtze River Delta is a region with high industrial concentration and severe air pollution. In this article， Nanjing， a typical city of the Yangtze River Delta， is taken as the analysis object to study its air pollution characteristics，analyze the composition and source of the main pollutants， so as to further understand the influencing factors of air pollution in the Yangtze River Delta， and put forward effective prevention and control suggestions.

Key words：Urban areas;Air pollution;Prevention;Suggestions

長(zhǎng)三角地區(qū)是我國(guó)最大的城市群，隨著工業(yè)化、城市化和長(zhǎng)三角一體化的不斷深入推進(jìn)，長(zhǎng)三角地區(qū)已成為我國(guó)人口密集、能源消耗和污染排放強(qiáng)度高、區(qū)域性復(fù)合型大氣污染較為突出的地區(qū)之一[1]，而大氣環(huán)境質(zhì)量下降正逐步成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，并嚴(yán)重影響人們的健康和生活。自2013 年 9 月國(guó)務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以來，長(zhǎng)三角地區(qū)兩省一市將大氣污染防治列入重點(diǎn)民生工程，加快了大氣污染治理的法規(guī)建設(shè)，通過科技支撐和管理創(chuàng)新等系列措施促使區(qū)域空氣質(zhì)量整體持續(xù)改善[2]。南京是江蘇省會(huì)、副省級(jí)市、長(zhǎng)三角區(qū)域核心城市，地處中國(guó)東部、長(zhǎng)江下游、瀕江近海，工業(yè)集聚程度高，且其大氣污染防治工作起步較早，環(huán)境質(zhì)量總體改善趨勢(shì)顯著，目前主要大氣污染物為 PM2.5 和 O3。本文將以長(zhǎng)三角區(qū)域的典型城市南京市作為分析對(duì)象，研究其大氣污染特征，分析主要污染物的組成和來源，從而深入了解長(zhǎng)三角地區(qū)大氣污染問題的影響因素，并有針對(duì)性地提出有效的防治建議。

1 南京市主要環(huán)境空氣狀況

依據(jù)《2018 年南京市環(huán)境狀況公報(bào)》[3]中提供的監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，2018年南京市建成區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為 251 天，同比減少13 天，達(dá)標(biāo)率為 68.8%，同比下降 3.5 個(gè)百分點(diǎn)。各項(xiàng)污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果：PM2.5 年均值為43μg/m3，超標(biāo) 0.23 倍，上升 7.5%;PM10 年均值為 75μg/m3，超標(biāo)0.07 倍，同比下降 1.3%;NO2年均值為 44μg/m3，超標(biāo) 0.10 倍，同比下降 6.4%;SO2 年均值為 10μg/m?，達(dá)標(biāo)，同比下降 37.5%;CO日均濃度第 95 百分位數(shù)為 1.4 mg/m3，達(dá)標(biāo)，較上年下降6.7%;O3日最大 8 小時(shí)值超標(biāo)天數(shù)為 60 天，超標(biāo)率為 16.4%，同比增加 0.5 個(gè)百分點(diǎn)。全市降塵均值為 4.19 噸/平方公里·月，同比下降 5.4%。全市酸雨頻率為 15.3%，同比下降 5.9%;降水 pH 均值 5.69，酸性弱于上年（5.26）。

2 大氣污染突出問題

2.1 客觀因素

地勢(shì)因素：南京在地理位置上“先天不足”，三面環(huán)山、一面臨水的簸箕狀地形，不利于大氣污染物擴(kuò)散，在不利氣象條件下，污染容易滯留堆積形成污染天氣。此外，南京市地處江蘇最西部，秋冬季明顯受北方污染輸送影響，導(dǎo)致PM2.5大范圍、長(zhǎng)時(shí)間超標(biāo);春夏季易受東部地區(qū)上海及蘇錫常等地臭氧及前體物污染輸送影響，易出現(xiàn)連續(xù)臭氧污染天。

氣象因素：南京市城市規(guī)模較大，而大氣環(huán)境容量不足，易受氣象條件變化的影響，季節(jié)性污染特征明顯。冬春季節(jié)，在遭遇冷空氣不活躍氣象條件時(shí)，容易導(dǎo)致PM2.5的生成和積累，可能出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、范圍較大、影響程度較重的污染過程。而夏季持續(xù)異常干燥，高溫天氣利于光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧，使臭氧超標(biāo)天多發(fā)，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)水平。

2.2 主觀因素

PM2.5 ：燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣和揚(yáng)塵是城市PM2.5的主要來源。目前，南京市能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤總量居高。煤炭燃燒不僅會(huì)產(chǎn)生一次顆粒物直接排放，且產(chǎn)生的SO2、NOx等氣態(tài)污染物也是二次轉(zhuǎn)化生成PM2.5的重要前體物。其次，南京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重化工特性明顯，高耗能、高排放的重工業(yè)如石化、鋼鐵、火電和水泥在第二產(chǎn)業(yè)中的占比高，SO2和NOx排放量大，結(jié)構(gòu)性污染成為影響PM2.5改善的突出問題。再者，移動(dòng)源污染日趨嚴(yán)重。機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加造成尾氣污染物排放總量居高，對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)率明顯。此外，公路運(yùn)輸中的高污染柴油車占比高，成為移動(dòng)源污染的重要來源。移動(dòng)源排放不加以控制，則未來對(duì)PM2.5貢獻(xiàn)將會(huì)持續(xù)增大。另外，由于南京市建設(shè)工地量多、面廣，不僅揚(yáng)塵污染貢獻(xiàn)難以降低，且非道路移動(dòng)機(jī)械污染物排放影響越發(fā)凸顯[4]。有些區(qū)域，尤其是工地集中的地區(qū)和城鄉(xiāng)接合部，揚(yáng)塵污染仍然嚴(yán)重[5]，成為顆粒物污染的重要來源。工地面廣量大，導(dǎo)致渣土運(yùn)輸量居高，局部地區(qū)道路揚(yáng)塵污染問題突出，施工項(xiàng)目中大量使用的非道路移動(dòng)機(jī)械的污染物排放也是影響PM2.5的重要來源。

O3 ：當(dāng)前，O3已超越PM2.5成為影響空氣優(yōu)良率提升的首要污染物。控制O3，必須控制其產(chǎn)生的前體物VOCs和NOx，其中VOCs排放控制是主要方向。石化及化工企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的VOCs總量較大，同時(shí)，溶劑使用及移動(dòng)源排放VOCs也存在面廣、量大的特點(diǎn)，因此，本地源VOCs排放對(duì)O3污染貢獻(xiàn)明顯。O3高值區(qū)通常出現(xiàn)在前體物排放的下風(fēng)向地區(qū)[6]，且O3也具有區(qū)域性傳輸影響的特征，因此O3超標(biāo)頻次及強(qiáng)度明顯升高。此外，自然源VOCs排放影響也是客觀因素之一，尤其是夏季植物排放的VOCs對(duì)O3生成貢獻(xiàn)也很顯著。

NO2 ：NO2對(duì)PM2.5和O3污染形成均有貢獻(xiàn)，來源主要是來自NOx的化學(xué)轉(zhuǎn)化，同時(shí)，NO2還是O3生成的主要前體物。因此，降低大氣中NO2濃度是實(shí)現(xiàn)PM2.5和O3雙控的重要途徑之一。而長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，相比SO2濃度顯著降低，NOx濃度降幅不明顯，且長(zhǎng)期處于未達(dá)標(biāo)狀態(tài)。

3 治理措施及建議

結(jié)合南京市及長(zhǎng)三角區(qū)域的其他主要城市的大氣污染特征，本文重點(diǎn)針對(duì)PM2.5和O3這兩個(gè)方面的污染治理措施提出建議。

3.1 PM2.5

燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣和揚(yáng)塵是PM2.5控制的主要方面。而根據(jù)PM2.5構(gòu)成及污染形成機(jī)制角度分析來看，PM2.5主要來自一次排放和二次轉(zhuǎn)化生成。其中，二次轉(zhuǎn)化生成的組分占比較大，以硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽構(gòu)成的無機(jī)鹽類（ SNA） 與有機(jī)物（ OM） 以及粉塵為主要成分，由工業(yè)生產(chǎn)排放的SO2、NOx和NH3經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化而成[7]。因此，在持續(xù)開展PM2.5一次排放來源控制的基礎(chǔ)上，需通過大力度控制前體物排放進(jìn)一步降低PM2.5中二次組分濃度。

針對(duì)SO2排放控制。電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)是最主要的SO2排放源。除繼續(xù)推進(jìn)燃煤電廠超低排放改造，應(yīng)優(yōu)先考慮鋼鐵、水泥行業(yè)脫硫的提標(biāo)升級(jí)。同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少煤炭燃燒，提高天然氣等清潔能源的比例。

針對(duì)NOx排放控制。NOx主要來源為電力、鋼鐵以及交通。以煤氣為主要燃料的電廠，應(yīng)實(shí)施低氮燃燒技術(shù)改造，盡快完成所有燒結(jié)機(jī)脫硝改造;水泥行業(yè)脫硝設(shè)備脫硝效率不高，應(yīng)進(jìn)一步提高脫硝效率。移動(dòng)源方面，以規(guī)范移動(dòng)源油品使用和排氣行為，持續(xù)削減機(jī)動(dòng)車污染物排放總量為目標(biāo)，通過擴(kuò)大限行范圍，加強(qiáng)對(duì)重型柴油車監(jiān)管，建立非道路移動(dòng)機(jī)械管理機(jī)制等措施，進(jìn)一步強(qiáng)化車船污染控制能力。

針對(duì)NH3排放控制。NH3是大氣中唯一的堿性氣體，SO2、NOx在大氣中先氧化成氣態(tài)硫酸、硝酸，再與過量的NH3中和，生成硝酸銨、硫酸銨等二次顆粒物。因此，近年來NH3的排放控制已成為關(guān)注的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)。NH3的主要排放源為農(nóng)業(yè)源中的畜禽養(yǎng)殖，但這幾年對(duì)農(nóng)業(yè)源NH3排放控制關(guān)注較少，且NH3其他方面仍存在很大未知。因此，建議后續(xù)加強(qiáng)對(duì)NH3的來源調(diào)查和污染排放控制。

針對(duì)VOCs排放控制。VOCs物種繁多，不僅對(duì)臭氧污染影響顯著，也是生成二次有機(jī)氣溶膠（SOA）的重要前體物。VOCs排放控制較為復(fù)雜，但相關(guān)研究已表明VOCs中的芳香烴類組分對(duì)SOA的生成貢獻(xiàn)最大，且超過90%。同時(shí)，芳香烴類組分也對(duì)臭氧生成貢獻(xiàn)較大。因此，從VOCs物種有限控制選擇上，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)化對(duì)產(chǎn)生芳香烴類物種（苯、甲苯、二甲苯、乙苯等）污染源實(shí)施排放控制。

此外，PM2.5一次排放來源控制也至關(guān)重要。道路揚(yáng)塵、鋼鐵、電廠、施工揚(yáng)塵和水泥等是PM2.5一次排放主要來源。其中，對(duì)于揚(yáng)塵治理，主要可以通過推進(jìn)建筑工地在線監(jiān)測(cè)，規(guī)范渣土車運(yùn)行，提高道路保潔水平，落實(shí)裸土覆蓋等措施，進(jìn)一步強(qiáng)化揚(yáng)塵管控。

3.2 O3

臭氧（O3）由于是二次污染，其控制關(guān)鍵在于對(duì)前體物VOCs和NOx的協(xié)同控制，且三者之間存在非線性關(guān)系，使得控制難度更大。我國(guó)臭氧污染趨勢(shì)仍處于起步和緩慢加重的態(tài)勢(shì)，并且大部分地區(qū)在PM2.5污染尚未完全解決的情況下，又同時(shí)出現(xiàn)O3污染問題，更加加劇了我國(guó)大氣污染防治的復(fù)雜性和艱巨性。根據(jù)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，通常對(duì)于城市區(qū)域臭氧控制，在短期內(nèi)通過強(qiáng)化VOCs排放控制，可相對(duì)快速地降低O3濃度。而對(duì)于VOCs排放控制，目前多以VOCs總量減排為目標(biāo)，但VOCs種類繁多，且不同組分對(duì)臭氧生成的敏感性和貢獻(xiàn)也存在很大差異，如烷烴類物質(zhì)雖質(zhì)量濃度不高，但對(duì)臭氧生成貢獻(xiàn)較大。因此，建議在實(shí)施VOCs總量減排的同時(shí)，可針對(duì)關(guān)鍵物種來源采取優(yōu)先重點(diǎn)控制措施，以達(dá)到臭氧污染治理的最大效益。此外，在開展VOCs排放控制的同時(shí)，還需對(duì)NOx排放進(jìn)行協(xié)同控制，但兩者控制比例關(guān)系需謹(jǐn)慎施策，否則會(huì)出現(xiàn)適得其反。這在不同城市及不同區(qū)域表現(xiàn)的情況和結(jié)果也可能存在差異，因此，要因地適宜采取措施，通過科學(xué)規(guī)范的監(jiān)測(cè)、全面深入的基礎(chǔ)研究及措施成效評(píng)估等各種手段科學(xué)指導(dǎo)臭氧控制。

4 結(jié)語

長(zhǎng)三角區(qū)域城市間大氣污染問題上具有明顯的相似性與相關(guān)性，通過對(duì)典型城市南京的大氣污染特征的深入分析，有助于了解整個(gè)長(zhǎng)三角區(qū)域大氣污染的影響因素。在此基礎(chǔ)上，需從長(zhǎng)三角區(qū)域一體化的角度加以整體規(guī)劃，深化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，進(jìn)一步提升污染治理設(shè)施運(yùn)行水平和效率，強(qiáng)化科學(xué)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，利用精細(xì)化源清單有效削減污染物排放量，切實(shí)提高整個(gè)長(zhǎng)三角區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量。

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收稿日期：2020-02-10

作者簡(jiǎn)介：紀(jì)昳（1988-），女，漢族，在職碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。