王 維 程灝旻 楊 淵 門 強(qiáng) 羅德康

(內(nèi)江市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川 內(nèi)江 641000)

經(jīng)濟(jì)的粗放型發(fā)展總伴隨著各種環(huán)境問題，大氣污染便是其一。近年來我國開始轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，大力開展污染防治，并進(jìn)行了大量研究，取得了不菲的成效，但離人民群眾的期望和建設(shè)美麗中國的目標(biāo)還任重而道遠(yuǎn)。成渝地區(qū)的大氣污染研究多集中在成都和重慶，對(duì)區(qū)內(nèi)典型中小型城市的具體研究較少。內(nèi)江市地處四川盆地東南部，東經(jīng)104°15′～105°26′、北緯29°11′～30°2′之間，在經(jīng)濟(jì)和地理上均是成渝連線重要的中心城市，也是地處四川盆地腹心典型中小型城市。近年來，內(nèi)江市積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，發(fā)力大氣污染防治，取得了一定效果。文章通過分析2015-2018年內(nèi)江市空氣質(zhì)量變化情況，了解內(nèi)江市污染現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，簡要評(píng)估大氣防治效果，力爭(zhēng)為成渝地區(qū)及中小型城市大氣污染防治提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源及方法

數(shù)據(jù)來源于2015-2018年國家空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，參照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)[1]等標(biāo)準(zhǔn)分析討論空氣質(zhì)量的時(shí)間變化情況及原因。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)江市空氣質(zhì)量的年際變化

圖1 2015-2018年內(nèi)江市空氣質(zhì)量變化

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，2015-2018年內(nèi)江市空氣質(zhì)量以優(yōu)良為主，優(yōu)良天數(shù)率(優(yōu)良率)均在70%以上，2018年超過80%；近年來，內(nèi)江市優(yōu)的天數(shù)大幅增加，中度污染以上天數(shù)明顯減少，重度以上污染幾近消除(圖1)，空氣質(zhì)量整體改善。

表1可看出，2015-2018年，內(nèi)江市SO2、PM10和PM2.5濃度持續(xù)降低，日最大臭氧8小時(shí)均值(O3-8 h)第90百分位濃度、CO第95百分位濃度和NO2濃度變化不大，PM2.5/PM10值和綜合指數(shù)逐年降低，顆粒物二次污染程度降低，SO2/NO2的值逐年明顯降低，內(nèi)江市燃煤型污染明顯改善，轉(zhuǎn)向汽車尾氣移動(dòng)源等復(fù)合型污染；與2015年比，SO2、PM10和PM2.5濃度均降低30%以上，綜合指數(shù)降低達(dá)24.3%，空氣質(zhì)量大幅改善。

表1 內(nèi)江市污染物濃度變化情況 單位：μg/m3

2015-2018年，內(nèi)江市首要污染物以PM2.5為主，其次為O3-8h，少數(shù)時(shí)段出現(xiàn)PM10，PM10各年出現(xiàn)天數(shù)變化不大，具有一定隨機(jī)性，PM2.5出現(xiàn)的天數(shù)逐年持續(xù)減少，與內(nèi)江市顆粒物二次污染改善有關(guān)，O3-8h出現(xiàn)次數(shù)逐年上升、出現(xiàn)比例持續(xù)升高(表2)，大氣污染有向以臭氧污染為主要污染物的方向發(fā)展的趨勢(shì)。

表2 2015-2018年內(nèi)江首要污染物情況 單位：天

圖2所示，內(nèi)江市O3-8h為首要污染物的情況主要出現(xiàn)在良和輕度污染，個(gè)別年份出現(xiàn)中度和重度污染，2015年出現(xiàn)天數(shù)較少，與該年內(nèi)江市PM2.5濃度高，O3-8h污染難以顯現(xiàn)有關(guān)。在超標(biāo)情況下，O3-8h成為首要污染物的天數(shù)變化不大，但其在空氣質(zhì)量良以上的總天數(shù)及超標(biāo)總天數(shù)中的占比逐年升高，對(duì)內(nèi)江市空氣質(zhì)量的影響越來越大。

圖2 2015-2018年內(nèi)江首要污染物中O3-8h的占比變化

2.2 月際變化

圖3A所示，內(nèi)江空氣質(zhì)量污染程度整體上冬季>春季>秋季>夏季，超標(biāo)情況主要分布在12、1、2三個(gè)月，其中1、2月污染最重，以靜穩(wěn)逆溫等不良天氣下細(xì)顆粒物污染為主，中度污染以上天氣較多；4-11月較少出現(xiàn)中度污染以上情況，9月一般為每年雨天最多的月份，超標(biāo)情況最少。

圖3B、3C表明，內(nèi)江市PM10和PM2.5濃度冬季最高，春秋季節(jié)次之，夏季最低，其中，各年5月均受收獲期秸稈焚燒影響出現(xiàn)不同程度濃度峰值，2016年內(nèi)江開始秸稈禁燒工作，峰值濃度逐年降低，峰型趨緩，2015年10月因秸稈焚燒出現(xiàn)濃度峰值，而后因禁燒有效未再出現(xiàn)。2017年來，內(nèi)江市對(duì)重污染預(yù)警預(yù)報(bào)及應(yīng)急響應(yīng)措施更具針對(duì)性，使得污染較重的12月、1月和2月PM10和PM2.5濃度下降明顯，全年污染物濃度逐步降低。圖3A中超標(biāo)天數(shù)與圖3B、BC中顆粒物的污染濃度變化有極高的一致性，表明現(xiàn)階段內(nèi)江市主要污染物仍以PM2.5和PM10為主。

圖3D所示，內(nèi)江NO2濃度5-9月較低，其余月份較高，年際月變化不大；圖3E表明，O3-8h月均值濃度變化與NO2相反，4-8月濃度較高，其余月份濃度較低，冬、春季月份有所升高，年際整體變化不明顯，吳鍇等[2]對(duì)“三區(qū)十群”的研究表明全國的臭氧污染呈上升趨勢(shì)，預(yù)計(jì)內(nèi)江市也不例外，需高度關(guān)注。

圖3F所示，內(nèi)江各月SO2濃度冬季較高，其余月份差異不大，2015年濃度除6、11、12月外均明顯高于其余年份，2018年除8月外各月SO2濃度均為近年最低，表明2016年后持續(xù)開展的淘汰小鍋爐等污染治理行動(dòng)對(duì)SO2的濃度降低有顯著效果；圖3G表明，CO濃度4-9月相對(duì)較低，其余月份較高，月均濃度整體較低，各年濃度變化不大。

圖3 2015-2018年內(nèi)江市空氣污染天數(shù)及污染物濃度的月變化

2.3 污染物濃度的季節(jié)性小時(shí)變化

圖4A所示2015-2018年，內(nèi)江市SO2濃度的四季小時(shí)變化均逐年降低，其中2015-2017年春夏秋季在早上10時(shí)、冬季在11時(shí)左右有明顯峰值出現(xiàn)，晚上21時(shí)有較明顯峰值體現(xiàn)，早晚峰值均逐年下降，至2018年早晚均無明顯峰值，表明燃煤污染治理取得良好效果。

NO2濃度的日變化整體變化不大，有逐年降低趨勢(shì)，呈雙峰型變化(圖4B)。春夏秋冬早峰值分別出現(xiàn)在9時(shí)、8-9時(shí)、9-10時(shí)、10-11時(shí)，晚峰值分別出現(xiàn)在21-22時(shí)、22時(shí)、20時(shí)、20時(shí)。2017年春季晚高峰比其余年份稍晚，污染較重；2018年冬季早高峰在10時(shí)，相比其余年份出現(xiàn)時(shí)間較早、持續(xù)時(shí)間短，可能與該年冬季污染預(yù)警管控下污染較輕有關(guān)。冬季早高峰晚于春夏秋季，這與冬季天明較晚，車輛及人員活動(dòng)早高峰稍遲有關(guān)；晚高峰早于春夏秋季，與夏季、春季白晝長，氣候也比冬季更適宜夜晚活動(dòng)，冬季車輛活動(dòng)高峰的更早結(jié)束有關(guān)。

圖4 2015-2018年內(nèi)江污染物濃度季節(jié)性小時(shí)變化

圖4C所示，O3的濃度日變化呈谷-峰型，春夏秋在8時(shí)、冬季在9時(shí)出現(xiàn)最低值，而后快速升高，16-17時(shí)前后達(dá)到最高值，夏季和秋季的年際日內(nèi)變化較小，春冬季濃度呈升高趨勢(shì)。CO變化與NO2類似(圖4D)，表明其可能受汽車尾氣影響。PM10、PM2.5日變化呈雙峰單谷型變化(圖4E、4F)，其春夏秋冬季早高峰值分別出現(xiàn)在9時(shí)、8時(shí)、10時(shí)和11時(shí)左右，最低值均出現(xiàn)在16時(shí)左右，晚高值分別出現(xiàn)在22時(shí)、21-22時(shí)、20時(shí)、20-21時(shí)左右，峰谷值的變化與春夏太陽輻射較強(qiáng)，夜晚降溫造成邊界層降低較晚、冬季輻射較弱，早上邊界層打開較晚，晚上輻射較弱邊界層降低較早有關(guān)。2018年冬季早高值與下午谷值均比其余年份早1個(gè)小時(shí)左右，整體濃度也明顯降低，表明2018年冬季污染物的積累時(shí)間變少，污染狀況有較大改善。

2.4 主要污染物濃度的頻次變化

2015-2018年，內(nèi)江市SO2濃度分布明顯向低濃度區(qū)間傾斜，高濃度頻次減少，低濃度頻次明顯增加(圖5A)，這表明近年來大力淘汰小鍋爐，加大產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型工作成效明顯，SO2濃度逐年大幅度降低；CO濃度整體較低，無明顯的極高值，頻次分布有向高濃度區(qū)間變化趨勢(shì)(圖5B)；NO2濃度分布主要在15～50 μg/m3之間，有向低值區(qū)緩慢傾斜的趨勢(shì)，與其年際日內(nèi)濃度變化降低的趨勢(shì)相符(圖5C)；圖5D所示，O3-8h濃度各年整體分布趨勢(shì)基本一致，呈現(xiàn)整體濃度向中間靠攏的趨勢(shì)，2017-2018年出現(xiàn)極端高值，污染有加重可能但趨勢(shì)不明朗；PM10濃度分布呈階梯狀向低值區(qū)傾斜，污染形勢(shì)逐年向好，PM2.5和PM10濃度分布變化基本一致，高值出現(xiàn)主要為春節(jié)煙花燃放所致，因近年更加嚴(yán)格的煙花管控，最高濃度顯著降低(圖5E、5F)。

2.5 煙花燃放影響

內(nèi)江市春節(jié)煙花燃放主要集中在跨年夜，初一0—1時(shí)最盛，影響主要在除夕18—20時(shí)至初一11—12時(shí)，持續(xù)16～19小時(shí)，而后改善至中度污染以下。煙花燃放期間PM10、PM2.5濃度遠(yuǎn)高于冬季均值，一般除夕21時(shí)至初一3時(shí)出現(xiàn)持續(xù)高值，其PM10、PM2.5最高濃度在冬季均值4倍以上，燃放日(除夕12時(shí)至初一12時(shí))均值濃度為冬季均值濃度的1.72～3.54倍，初一前后均易受冷空氣影響，煙花燃放影響會(huì)有所削弱，但污染仍然很重。研究表明[3]，2015-2017年內(nèi)江煙花燃放日PM10、PM2.5濃度呈上升趨勢(shì)，PM10(PM2.5)的燃放日濃度與PM10(PM2.5)的年均濃度的比值(年值比)逐年升高。劉培川等[4]的研究表明2015年內(nèi)江市PM2.5濃度受煙花燃放的影響高達(dá)153.0 μg/m3；2018年開始煙花管控后，燃放日PM10、PM2.5濃度同比分別降低了29.9%和34.4%，煙花管控效果明顯，但PM10和PM2.5的年值比還較高，管控空間還較大。

2.6 秸稈焚燒影響

秸稈焚燒會(huì)產(chǎn)生大量煙塵及其他二次污染物，造成SO2、CO、PM10和PM2.5快速升高，造成空氣質(zhì)量惡化，危害健康，能見度降低，威脅交通等不良影響[5]。由于4月至5月是內(nèi)江市主要的秸稈焚燒影響期(油菜集中收獲期)，故將每年4-5月受秸稈影響時(shí)段的小時(shí)值和日均值進(jìn)行識(shí)別并分析期間秸稈焚燒影響。2015-2018年收獲期內(nèi)，內(nèi)江空氣質(zhì)量超標(biāo)天數(shù)明顯減少，最大AQI指數(shù)明顯降低，其中2017-2018年均未出現(xiàn)中度及以上污染情況(表3)。2015-2018年秸稈焚燒影響時(shí)段PM10和PM2.5均值濃度持續(xù)降低，但與各自年均濃度的比值(焚燒年值比)變化不大，2018年還有所升高，表明內(nèi)江市秸稈焚燒的影響減弱程度降低或已到達(dá)瓶頸，難以進(jìn)一步改善，非秸稈焚燒時(shí)段空氣質(zhì)量改善空間相對(duì)更大。

表3 2015-2018年內(nèi)江秸稈焚燒影響

2.7 持續(xù)性污染變化情況

將連續(xù)超標(biāo)≥3天情況稱為持續(xù)性污染，研究表明不良?xì)庀髼l件及秸稈焚燒等人為活動(dòng)是造成持續(xù)性污染的重要因素[6-7]，內(nèi)江市冬春季節(jié)常年低風(fēng)、高濕、少雨，夜晚逆溫嚴(yán)重，邊界層低，易出現(xiàn)持續(xù)性污染。表4可知，2015-2016年內(nèi)江市持續(xù)性污染情況較重，而后逐年改善，連續(xù)超標(biāo)≥3天的情況大幅減少，中度污染以上天數(shù)呈下降趨勢(shì)。持續(xù)性污染過程中，首要污染物總體以PM2.5為主，夏季以O(shè)3-8h為主；在中度以上污染和連續(xù)超標(biāo)≥3天的情況中，PM2.5為主要的首要污染物，但2018年出現(xiàn)天數(shù)明顯減少。2018年持續(xù)性污染出現(xiàn)的累計(jì)天數(shù)和最長持續(xù)天數(shù)均同比明顯減少，空氣質(zhì)量呈整體性好轉(zhuǎn)。近年來，O3-8h為首要污染物的比例逐年升高并在2018年成為主要的首要污染物(表2)，2016-2018出現(xiàn)O3中度或重度污染的情況；持續(xù)性污染中O3-8h成為首要污染物的天數(shù)未有明顯變化，PM2.5仍是現(xiàn)階段內(nèi)江市大氣污染主要的首要污染物和主要的影響因子，但張巍等[8]對(duì)四川省臭氧污染趨勢(shì)研究表明，隨著PM2.5治理成效的顯現(xiàn)，O3污染有不斷凸顯的趨勢(shì)，需要密切關(guān)注。

圖5 2015-2018年內(nèi)江污染物濃度頻次變化

表4 內(nèi)江市2015-2018年持續(xù)性污染變化 單位：天

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)內(nèi)江市空氣質(zhì)量以優(yōu)良為主，重度污染逐步減少，有根除趨勢(shì)，空氣質(zhì)量逐年改善；首要污染物以PM2.5為主，其次為O3-8h；主要污染物為PM2.5，但O3有成為主要污染物的趨勢(shì)；SO2/NO2值逐年降低，已由煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型污染。

(2)內(nèi)江市主要污染物PM10和PM2.5濃度逐年明顯降低，顆粒物污染明顯改善；SO2濃度顯著降低，淘汰小鍋爐、煤改氣等燃煤污染治理工作成效顯著；NO2和為O3濃度變化趨勢(shì)不明，存在升高風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)一步關(guān)注。

(3)內(nèi)江市秸稈焚燒、持續(xù)性污染(含煙花燃放)等典型污染時(shí)段管控效果明顯：秸稈焚燒影響逐年減弱，對(duì)空氣質(zhì)量影響已較??；煙花燃放影響在管控下明顯下降，年占比較大，仍有降低空間；持續(xù)性污染累計(jì)天數(shù)和最長持續(xù)時(shí)間均減少，大氣污染綜合治理及預(yù)警應(yīng)急措施效果顯現(xiàn)，持續(xù)性污染程度逐年緩解。

(4)內(nèi)江市在大氣污染防治的舉措：(I)大力推進(jìn)秸稈禁燒和綜合利用，采用機(jī)械粉碎還田、快速腐熟還田，對(duì)秸稈進(jìn)行肥料化、飼料化、基料化、原料化、燃料化利用等手段大大降低了秸稈焚燒的出現(xiàn)；(II)煙花禁放措施有效降低了煙花燃放的影響；(III)加強(qiáng)污染預(yù)警和應(yīng)急，有力緩解了持續(xù)性污染的出現(xiàn)；(IV)大力淘汰小鍋爐，鼓勵(lì)煤改氣、煤改電大大降低了SO2濃度；(V)在各項(xiàng)防控措施中建立了巡查機(jī)制和環(huán)保監(jiān)督檢查機(jī)制，使得大氣污染防治的制度化、常態(tài)化，有效推動(dòng)了大氣污染防治工作，對(duì)改善內(nèi)江市空氣質(zhì)量狀況有極大作用，為中小型城市大氣污染防治提供比較有價(jià)值的參考。

3.2 建議

內(nèi)江市空氣污染由煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型污染，常用的PM10和PM2.5污染防治措施基本都已落實(shí)，污染物濃度下降空間逐步減??；隨著的PM10和PM2.5濃度的逐步降低，主要污染物有轉(zhuǎn)變?yōu)镺3-8h的趨勢(shì)，污染防治的綜合性要求不斷增強(qiáng)，需對(duì)重點(diǎn)時(shí)段和重點(diǎn)污染物進(jìn)行更具針對(duì)性的研究和防治，主動(dòng)提高精細(xì)化防治能力，才能應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的防治工作，進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量。