政策因素對城市空氣質量的影響

房鑫坤(廣東省廣州生態環境監測中心站，廣東 廣州 510000)

0 引言

隨著工業化進程的不斷推進，中國的大氣污染類型由21世紀初以顆粒物為主的大氣污染轉型為以高濃度PM2.5和高濃度O3為特征的典型“雙高”型污染[1]。近年來，中國政府部門通過制定和執行各項大氣污染治理政策。2013年9月國務院發布《大氣污染防治行動計劃》(“大氣十條”)，各地環保部門貫徹執行[2]。“大氣十條”包括減少主要污染物排放量、提升機動車燃油品質、加強環境監管能力等措施。經過四年努力，2018年6月生態環境部通報的終期考核結果顯示，《大氣污染防治行動計劃》提出的2017年既定目標已全部實現[3]。2018年國務院發布《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，明確提出要大幅度減少大氣中主要污染物的排放規模，全面提高改善空氣質量水平以緩解我國嚴峻的環境形勢[4]。近年來中國主要城市的重污染天氣天數逐年減少，京津冀、長三角、珠三角等地區的空氣質量取得明顯改善[5-6]。文章通過觀察2020年廣州市環境空氣質量變化情況，結合2016～2020年廣州常規空氣污染物濃度變化，討論了廣州市PM2.5、PM10、NO2、O3濃度變化的因素，分析了政策因素對廣州空氣污染物濃度變化的影響。

1 2016～2020年廣州市污染氣象條件及空氣質量

1.1 廣州市污染氣象條件

廣州市污染氣象條件來源于及中國氣象局氣象服務網(http://data.cma.cn/)及廣州市氣候公報。對2016—2020年廣州市氣象數據進行分析，如圖1所示。2016—2020年廣州市年均風速變化不明顯，風速呈不顯著上升趨勢(秩相關系數0.3)，年均降雨量1 820.5～2 638.3 mm，呈春夏高秋冬低的周期性變化趨勢，且每年變化趨勢基本相同。2016—2020年廣州市擴散條件及濕清除條件變化不明顯。

圖1 2016—2020年廣州市風速及降雨量變化

2020年，廣州市平均風速為2.4 m/s，同比上升9.1%；小風時數8.5 h/d，同比下降25.6%；擴散條件同比偏好。降水量1 815.5 mm，同比下降22.3%；濕清潔條件明顯偏差。平均氣溫23.1 ℃，同比持平；日照時數4.6 h/d，同比上升2.2%；相對濕度78.3%，同比下降1.4%；生成O3、二次PM2.5光化學反應條件與上年持平。

1.2 廣州市空氣質量

廣州市空氣質量監測數據來源為中國空氣質量在線監測分析平(https://www.aqistudy.cn/)及歷年《廣州市生態環境統計手冊》(http://sthjj.gz.gov.cn/)，通過觀察2016—2020年廣州市空氣質量變化情況(如表1所示)，可發現除O3外其余常規空氣污染物濃度均明顯下降。

表1 2016—2020年廣州市空氣質量情況

2020年，廣州市PM2.5年均濃度由2016年的36 μg/m3降至23 μg/m3，為2016—2020年的最低值，同比下降23.3%。由表1可見廣州市PM2.5連年呈下降趨勢。從監測數據來看，2020年廣州市市區PM2.5濃度下降明顯，例如海珠赤沙國控點、越秀公園前國控點和天河體育西國控點PM2.5濃度分別同比下降26.7%、25.8%、24.1%，這與年初因疫情而導致的停工停產因素有關，但政府采取的各種大氣污染治理政策對PM2.5濃度的降低也起到了相當程度的有利影響。

2020年廣州市臭氧年均濃度(第90百分位)為160 μg/m3，同比下降10.1%，為2016—2020年的最低值。根據2019年及2020年廣州市各監測點臭氧濃度數據，得到(如圖2所示)。同比變化圖，可觀察到2020年廣州市臭氧年均濃度出現明顯下降，大多數區域臭氧濃度出現降幅，但中心城區仍出現升幅。根據監測數據，2020年廣州市臭氧濃度比2016年上升12.7%。

圖2 2020年廣州市O3濃度同比變化

2020年廣州市NO2年均濃度為36 μg /m3，同比下降20%，為2016—2020年的最低值。根據相關數據，2020年廣州市各區域NO2年均濃度均出現明顯下降，大多數區域臭氧濃度出現降幅，南部地區少數區域出現反彈。根據監測數據，2016—2020年，廣州市NO2濃度出現先上升后下降的趨勢，但下降趨勢明顯，2020年廣州市NO2濃度比2016年下降21.7%。

2 2016～2020年廣州市大氣污染治理政策及影響分析

2.1 相關政策

針對PM2.5及PM10污染物，近年來廣州市采取的控制措施主要分為以下三點：(1)“減煤”：在全國率先開展燃煤電廠“超潔凈排放”改造，2018年以來關停廣州發電廠等9臺燃煤發電機組，燃煤鍋爐由“十二五”初的約1 400臺減少至29臺，2019年提前一年完成省下達廣州市三年減煤199萬噸的任務；(2)“控車”：累計投放純電動公交車超1.1萬輛、純電動巡游出租車超1.3萬輛。累計關停搬遷客運站9個，清理整治物流園區25個。強化1 700余家營運柴油車用車大戶監管，每年抽檢船舶燃油1 000艘次以上；(3)“降塵”。制定揚塵防治“6個100%”管理標準圖集，開展揚塵治理“凈化”專項攻堅行動，每旬通報整治情況，約談、曝光違法違規企業；5 000余臺環衛作業車每天對道路進行機械化清掃、高壓沖洗。

針對O3污染，廣州市采取了以下三種控制措施：(1)建立廣州市國控點周邊1 km、3 km、5 km范圍內揮發性有機物污染源清單，對重點企業進行定期巡查；(2)建立廣州市揮發性有機物管理系統，實時監測企業涉VOCs環節排放情況，出現預警后及時通知企業處理并現場檢查；(3)加強油品質量監管，全面完成加油站、機動車維修和家具企業揮發性有機物整治，重點整治涉揮發性有機物企業，組織開展揮發性有機物銷號式整治行動，對已完成整治的企業開展“回頭看”行動，印發《關于開展印刷行業揮發性有機物(VOCs)污染整治工作的通知》，針對重點印刷企業開展揮發性有機物整治工作。

2.2 影響分析

2016—2020年，廣州市政府部門組織開展“減煤、控車、降塵、少油煙”工作，同時在春季冬季等敏感季節開展大氣污染治理專項行動，在減少工業排放、公交車及出租車純電動化、柴油車整治、落實建筑工地揚塵“六個百分百”措施以及VOCs整治等方面均持續加強管控，這些措施為廣州市環境空氣質量改善起到了很大的作用。2020年第一季度廣州市PM2.5、PM10、NO2平均濃度同比分別下降27%、20%、21%，也可以反映出疫情相關措施對廣州市空氣環境產生了一定的影響。

實際來看，同一政策對不同空氣污染物產生的影響可能不盡相同。例如PM2.5和O3之間存在著緊密且復雜的聯系，具有共同的前體物，可通過多種途徑相互影響。氣體與顆粒物轉化過程所形成的二次無機氣溶膠(SIN)及二次有機氣溶膠(SOA)可影響光化通量和光化學反應，進而成為O3生成過程中的變量因素；此外，氣溶膠粒子數目眾多，當它們參與非均相化學反應過程時，表面也可以作為反應床供此階段化學反應發生，這增加了O3產生時反應過程的復雜性。近年來廣州市針對PM2.5污染采取了公交車和出租車的電動化更新工作，這一方面減少了PM2.5的排放，也促進了市區氮氧化物的減少，另一方面可能使得局地氮氧化物滴定效應減弱，促進臭氧濃度上升。而通過對市內揮發性有機物企業進行整治，既減少了PM2.5的污染來源，又抑制了臭氧關鍵前體物VOCs的排放，這項措施對PM2.5及O3的治理都產生了積極作用。

3 2016—2020年廣州市空氣質量變化其他影響因素

3.1 氣象因素

(如圖3所示)。2016—2020年廣州市逐月降雨量與PM2.5和NO2月均濃度的變化呈負相關性，相關系數分別為-0.60和-0.46，在降雨量較大的月份，PM2.5和NO2的濃度也相對較低，說明濕清除條件偏好有利于PM2.5和NO2降低。

2016—2020年，廣州市年均臭氧第90百分位濃度為142～178 μg /m3，其中2016—2019年呈上升趨勢，2020年下降為160 μg /m3。從年度變化上看，臭氧升幅較大月份主要集中在8～10月，說明夏秋季晴朗高溫環境是有利于臭氧生成的季節(如圖4所示)。從而導致了全年臭氧90百分位數及超標天數的大幅提升。2020年4月28日廣州市出現臭氧重度污染，這也是2016—2020年廣州市首次在春季出現重度污染。

圖3 2016—2020年廣州市PM2.5、NO2及降雨量變化情況

圖4 2016—2020年廣州市每年O3濃度變化情況

3.2 污染物間相互影響

雖然2016—2020年廣州市PM2.5濃度明顯下降，但O3濃度并未呈現同樣的趨勢，PM2.5可與O3發生光化學反應[7]和非均相反應[8-11]，兩者間存在相互作用，PM2.5濃度降低可能對O3濃度產生一定的影響，PM2.5下降不僅有利于增加輻射，還可減少對HO2自由基的吸附，這可能會促進臭氧生成。在全國層面來看，2016—2020年全國338個城市大部分均表現出伴隨著PM2.5濃度顯著下降而臭氧濃度逐年上升的現象，廣州市2020年PM2.5濃度較2016年下降30%，與此同時O3較2016年上升13%，與全國趨勢一致。

4 結語

通過觀察2020年及過去5年廣州市空氣質量變化，可發現廣州市大氣污染防治工作取得明顯成效。下一步需要重點研究的是各種污染物之間的相互作用機制，在面對多種污染物所造成的復合污染時，需綜合考慮控制對策，進行協同控制，以便達到最優效果，這也是打贏藍天保衛戰的關鍵。