南京青奧會(huì)空氣質(zhì)量保障管控措施效果評(píng)估

張祥志，丁愛(ài)軍，陳文泰，湯莉莉，王晨波，秦 瑋,滕建禮

1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036 2.南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023 3.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),北京 100037

南京青奧會(huì)空氣質(zhì)量保障管控措施效果評(píng)估

張祥志1，丁愛(ài)軍2，陳文泰1，湯莉莉1，王晨波1，秦 瑋1,滕建禮3

1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036 2.南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023 3.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),北京 100037

2014年青奧會(huì)期間，長(zhǎng)三角地區(qū)低溫高濕靜穩(wěn)的不利氣象條件增加了空氣質(zhì)量保障難度。在環(huán)境保護(hù)部統(tǒng)一協(xié)調(diào)和江蘇省委省政府的有力指揮下，南京市及周邊城市通過(guò)控電、控煤、控車(chē)、控塵及部分重點(diǎn)企業(yè)限產(chǎn)停產(chǎn)等措施，實(shí)現(xiàn)了賽事期間南京市空氣質(zhì)量100%達(dá)標(biāo)。聯(lián)合觀測(cè)結(jié)果顯示，南京市空氣中SO2、NO2，硫酸鹽、鈣離子、EC等濃度明顯下降，說(shuō)明管控措施得力有效。評(píng)估分析表明，燃煤和工業(yè)排放是PM2.5的主要來(lái)源，控制揚(yáng)塵是降低PM2.5最直接有效的方式，機(jī)動(dòng)車(chē)污染不容忽視，強(qiáng)力管控措施可以有效改善空氣質(zhì)量。

青奧會(huì)；南京；空氣質(zhì)量；PM2.5；管控

隨著南京市及周邊長(zhǎng)三角城市的快速發(fā)展，大氣污染物排放量迅速增長(zhǎng)，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)評(píng)價(jià)，南京市2013年建成區(qū)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率僅為55.3%，其中PM2.5年均值超標(biāo)120%[1]。2014年8月16—28日，第二屆夏季青年奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)青奧會(huì))在南京舉辦，期間低溫高濕的氣象條件改變了環(huán)保部門(mén)以減少臭氧污染為主要目標(biāo)的空氣質(zhì)量保障計(jì)劃，增加了空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的難度。

為了確保賽事期間南京市空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在充分吸取2013年亞青會(huì)空氣質(zhì)量保障的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上[2],設(shè)定了以南京為核心、百公里內(nèi)和百公里外的“三級(jí)管控圈層”，在3個(gè)圈層內(nèi)同步差別化地采取減排措施。同時(shí)，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心聯(lián)合多家單位開(kāi)展監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果服務(wù)應(yīng)用青奧空氣質(zhì)量會(huì)商，跟蹤評(píng)估減排措施效果，為青奧會(huì)空氣質(zhì)量保障提供有力的技術(shù)支撐。

1 青奧會(huì)空氣質(zhì)量管控措施效果評(píng)估

1.1 青奧會(huì)空氣質(zhì)量管控措施

按照環(huán)境保護(hù)部下發(fā)的《第二屆夏季青年奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)環(huán)境質(zhì)量保障工作方案》，長(zhǎng)三角三省一市的23個(gè)城市結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，聯(lián)合保障南京市賽事期間PM10、PM2.5、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等主要指標(biāo)日均值達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)不同污染狀況，共制定3套管控方案，即首先圍繞控電、控煤質(zhì)、控車(chē)、控塵及部分重點(diǎn)企業(yè)限產(chǎn)停產(chǎn)制定的強(qiáng)化措施(第一套方案)；其次是青奧會(huì)開(kāi)、閉幕式及前一天(8月15—16日、8月27—28日)，在原有管控措施的基礎(chǔ)上，采取進(jìn)一步擴(kuò)大限產(chǎn)停產(chǎn)范圍，提高工地停工比例等臨時(shí)管控措施(第二套方案)；第三是經(jīng)預(yù)測(cè)南京市空氣質(zhì)量無(wú)法達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)(AQI可能超過(guò)100)，各市實(shí)施與南京市對(duì)等的特別加強(qiáng)措施(第三套方案)。

1.2 燃煤和其他工業(yè)管控效果

自8月1日起實(shí)施工業(yè)源排放管控措施以來(lái)，全省共落實(shí)企業(yè)限產(chǎn)741家、企業(yè)停產(chǎn)554家；162家燃煤電廠全部使用含硫量低于0.7%的優(yōu)質(zhì)煤，發(fā)電量同比下降15%；揚(yáng)子、金陵石化等重點(diǎn)化工企業(yè)停用部分生產(chǎn)裝置，壓縮產(chǎn)能20%以上；南鋼、梅鋼等主要鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)、球團(tuán)、焦化等減產(chǎn)30%。

工業(yè)排放的SO2和煙塵是PM2.5的重要來(lái)源[3]。南京市重點(diǎn)污染源企業(yè)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，青奧會(huì)賽事期間的8月16—26日與青奧會(huì)前的8月1—5日相比，SO2和煙塵日排放量分別從22.0、6.0 t/d下降到17.3、5.5 t/d，下降比例分別為21%和7.1%(圖1)。同期，環(huán)境空氣中SO2的質(zhì)量濃度也有明顯降低，從17.8 μg/m3下降到12.8μg/m3，降幅為28%(圖2)。

圖1 青奧會(huì)賽事期間與賽前南京市重點(diǎn)源SO2和煙塵日排放量比較

圖2 青奧會(huì)賽事期間與賽前南京市環(huán)境大氣中SO2、硫酸鹽和PM2.5濃度比較

PM2.5中硫酸鹽主要由大氣中SO2轉(zhuǎn)化生成，兩者的質(zhì)量濃度變化具有較好的一致性，隨著SO2質(zhì)量濃度的下降，硫酸鹽質(zhì)量濃度也降低了24%。同期PM2.5質(zhì)量濃度下降37%，二次轉(zhuǎn)化生成的硫酸鹽質(zhì)量濃度下降和一次排放的煙塵量下降是PM2.5質(zhì)量濃度降低的重要原因。

1.3 工地管控效果

青奧會(huì)期間，全省共有3 119個(gè)工地停工，其中南京市停止施工工地為2 952個(gè)，分2個(gè)階段實(shí)行。第一階段自7月15日起，停止部分工地施工，第二階段是8月1日起所有工地一律停工，同時(shí)定期使用高壓沖洗車(chē)清洗地面。該市PM2.5中水溶性離子含量的分析結(jié)果顯示，作為揚(yáng)塵示蹤物的鈣離子[4]，質(zhì)量濃度在7月底出現(xiàn)明顯下降(圖3)。2014年7月鈣離子平均質(zhì)量濃度同比下降39%，8月下降幅度更為明顯，由2013年8月的2.06 μg/m3降至2014年8月的0.08 μg/m3，降幅達(dá)96.1%(圖4)。鈣離子濃度的下降說(shuō)明實(shí)施工地停工可以有效降低揚(yáng)塵排放，減少一次污染物對(duì)PM2.5濃度的貢獻(xiàn)。

1.4 移動(dòng)源管控效果

移動(dòng)源管控效果主要分為2部分，一是由工地停止施工帶來(lái)的間接影響，主要是減少了施工機(jī)械的排放以及工地相關(guān)運(yùn)輸車(chē)輛排放；二是對(duì)道路移動(dòng)源直接采取管控措施。南京市對(duì)道路移動(dòng)源的管控主要包括禁止“冒黑煙”公交車(chē)、貨車(chē)、工程車(chē)等大型高污染車(chē)輛上路行駛，8月份禁止外地黃標(biāo)車(chē)、無(wú)標(biāo)車(chē)、超標(biāo)車(chē)和危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車(chē)進(jìn)入主城和繞城公路。元素碳(EC)是柴油機(jī)械尾氣中的重要成分[5-6]，來(lái)自于化石燃料的不完全燃燒過(guò)程。自7月初到青奧會(huì)期間，南京市PM2.5中EC質(zhì)量濃度持續(xù)下降，尤其是8月1—15日相對(duì)于7月15—31日下降33%(圖3)，與工地停工和高污染車(chē)輛管控的時(shí)間節(jié)點(diǎn)一致。移動(dòng)源也是環(huán)境大氣中氮氧化物的重要來(lái)源[7]，由于工業(yè)減排和對(duì)高污染車(chē)輛的管控，南京市8月NO2平均質(zhì)量濃度較7月下降16%。但青奧會(huì)期間(8月16—28日)NO2平均質(zhì)量濃度較8月1—15日略有升高(表1)，可能是由于未對(duì)廣大社會(huì)車(chē)輛實(shí)施限行所致。南京市為最大限度降低青奧會(huì)對(duì)公眾生活的影響，僅對(duì)高污染車(chē)輛采取了控制措施，而大量的小型車(chē)也是氮氧化物的重要排放源，在低風(fēng)速靜穩(wěn)的不利氣象條件下，易造成NO2質(zhì)量濃度的反彈。

圖3 2014年7—8月PM2.5中鈣離子質(zhì)量濃度時(shí)間序列

圖4 2014年7—8月南京市PM2.5中鈣離子濃度與2013年同期比較

表1 南京青奧會(huì)前后環(huán)境大氣中EC和NO2質(zhì)量濃度變化 μg/m3

2 青奧會(huì)氣象和空氣質(zhì)量狀況

2.1 青奧會(huì)期間氣象條件

2014年8月，副熱帶高壓帶強(qiáng)度較往年偏弱且位置偏東，南京處于其西側(cè)，天氣形勢(shì)上表現(xiàn)為高濕多雨，因此與往年晴熱高溫天氣相比，2014年靜穩(wěn)、高濕天氣明顯增多，總體表現(xiàn)為“垂直溫差小、近地面濕度大”的特征。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，2014年8月南京市地面平均風(fēng)速較過(guò)去5 a同期降低了0.8 m/s，月均溫度降低3.5 ℃，相對(duì)濕度增加近11.5%。

濕度、風(fēng)速等氣象條件對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量有重要影響[8-9]。低風(fēng)速、高濕度的氣象條件有利于顆粒物生成：一方面，低風(fēng)速靜穩(wěn)天氣有利于氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物的積累；另一方面，近地面高濕條件一定程度上加速了SO2、氮氧化物等氣態(tài)前體物向顆粒態(tài)的轉(zhuǎn)移；第三，高濕度條件下PM2.5吸濕增長(zhǎng)特性進(jìn)一步加強(qiáng)，使空氣污染加重。不利的氣象條件不僅給青奧會(huì)空氣質(zhì)量保障帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)，而且徹底改變了原先以減少臭氧污染為保障目標(biāo)的格局。

2.2 空氣質(zhì)量狀況

2014年8月，以南京為核心的三級(jí)管控圈層內(nèi)空氣質(zhì)量呈現(xiàn)梯度變化，第一圈層空氣質(zhì)量總體好于第二、第三圈層。南京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率為93.5%，環(huán)比7月上升38.7個(gè)百分點(diǎn)，不僅高于省內(nèi)其他城市，還較同期上海、杭州、合肥分別高出10～25個(gè)百分點(diǎn)。PM2.5平均質(zhì)量濃度環(huán)比下降幅度最大，達(dá)35.4%，其降幅較第二圈層和第三圈層分別高出13.9和24.7個(gè)百分點(diǎn)(圖5)。長(zhǎng)期以來(lái)，南京市的環(huán)境空氣質(zhì)量差于周邊地區(qū)，7月PM2.5質(zhì)量濃度明顯高于周邊的第二圈層和第三圈層平均濃度。而在8月，南京采取了較周邊城市更為嚴(yán)格的管控措施，所以8月南京空氣質(zhì)量的改善效果最明顯，PM2.5質(zhì)量濃度低于第二圈層和第三圈層。

賽事期間(8月16—28日)南京空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率為100%。PM2.5平均質(zhì)量濃度為39 μg/m3，較2013年同比下降4.9%；其他主要污染物中，PM10、SO2同比降幅分別達(dá)32.0%、40.9%，臭氧日最大8 h平均質(zhì)量濃度未出現(xiàn)超標(biāo)(圖6)，圓滿完成了空氣質(zhì)量保障的任務(wù)。

圖5 三級(jí)管控圈層內(nèi)2014年7、8月PM2.5平均質(zhì)量濃度比較

圖6 青奧會(huì)期間PM2.5、PM10和SO2質(zhì)量濃度與2013年同期比較

3 討論

3.1 強(qiáng)力管控措施可以有效改善空氣質(zhì)量

青奧會(huì)期間，南京市對(duì)電力及其他企業(yè)、工地和機(jī)動(dòng)車(chē)采取了嚴(yán)格的管控措施，其空氣質(zhì)量無(wú)論是同比、環(huán)比還是與周邊城市相比，都獲得比較滿意的效果，PM2.5和其他污染物的濃度都有明顯下降。

3.2 燃煤和工業(yè)排放是PM2.5的主要來(lái)源

工業(yè)重點(diǎn)污染源在線監(jiān)控和環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)表明，青奧會(huì)期間南京市電力及其他企業(yè)的污染物排放量有明顯下降，對(duì)大氣污染物的貢獻(xiàn)也有降低。但是根據(jù)來(lái)源解析的結(jié)果看，燃煤和工業(yè)工藝源仍然是南京市顆粒物最主要的來(lái)源(圖7)。一般管控時(shí)期(8月22—23日)，燃煤與工業(yè)工藝源的貢獻(xiàn)達(dá)到49%；特別管控時(shí)期(8月16日)，由于采取更嚴(yán)厲的控制措施，燃煤與工業(yè)工藝源的貢獻(xiàn)下降至40%，但仍是顆粒物的主要來(lái)源。目前南京市的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)仍然偏重，在嚴(yán)峻的環(huán)境空氣質(zhì)量形勢(shì)下，必須及早調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，淘汰落后產(chǎn)能，化解過(guò)剩產(chǎn)能，推廣燃煤機(jī)組的超低排放，推進(jìn)非電行業(yè)的脫硫脫硝和除塵提標(biāo)改造，開(kāi)展化工、噴涂、包裝等行業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)污染物治理，有效減輕重點(diǎn)行業(yè)污染負(fù)荷。

圖7 不同管控時(shí)期南京市顆粒物來(lái)源解析結(jié)果

3.3 控制揚(yáng)塵對(duì)減少PM2.5污染作用十分明顯

控制揚(yáng)塵是控制PM2.5最直接有效的方式之一。青奧會(huì)期間，隨著工地的停工，PM2.5中鈣離子的濃度有非常顯著的下降。揚(yáng)塵的控制除了可以降低PM2.5質(zhì)量濃度，還可以有效提高城市清潔水平，提升城市市容形象。隨著南京城市的快速發(fā)展，工地施工面積在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將保持較大的規(guī)模。為了降低揚(yáng)塵污染對(duì)空氣質(zhì)量的影響，需要大力推行建筑施工標(biāo)準(zhǔn)化管理，提高全面圍擋、出場(chǎng)車(chē)輛沖洗、路面硬化等施工水平，同時(shí)提高揚(yáng)塵排污費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)揚(yáng)塵排污費(fèi)改革方案，標(biāo)本兼治控制揚(yáng)塵污染。

3.4 機(jī)動(dòng)車(chē)污染不容忽視

青奧會(huì)期間對(duì)高污染車(chē)輛的管控效果良好，但由于未限制社會(huì)車(chē)輛，NO2質(zhì)量濃度在賽事期間一度反彈。從圖7中看到，8月16日對(duì)工業(yè)企業(yè)采取了更為嚴(yán)格的管控措施后，機(jī)動(dòng)車(chē)源的相對(duì)貢獻(xiàn)凸顯，達(dá)到26%。截至2014年10月，南京市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已經(jīng)突破200萬(wàn)輛[10]。為了控制機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放，削減環(huán)境PM2.5濃度，仍需要繼續(xù)加大黃標(biāo)車(chē)淘汰力度，并從“車(chē)、油、路”3方面入手，升級(jí)油品質(zhì)量，提高尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，改善道路狀況，同時(shí)加快推廣新能源汽車(chē)，大力發(fā)展綠色交通。

4 結(jié)論

南京青奧會(huì)期間，雖然經(jīng)歷了低風(fēng)速、高濕度的不利氣象條件，但在南京市及長(zhǎng)三角周邊城市的共同努力下，通過(guò)對(duì)電力及其他企業(yè)、工地和機(jī)動(dòng)車(chē)的全面管控，實(shí)現(xiàn)了空氣質(zhì)量的100%達(dá)標(biāo)。通過(guò)對(duì)管控措施和空氣質(zhì)量聯(lián)合觀測(cè)成果的綜合分析，污染物濃度的變化很好地反映了管控措施的效果：針對(duì)電力及其他企業(yè)采取管控措施后，SO2和硫酸鹽質(zhì)量濃度分別下降28%和24%；工地停工后，PM2.5中鈣離子濃度同比下降96.1%；針對(duì)重污染車(chē)輛的管控使PM2.5中EC濃度也有顯著下降。南京市在青奧會(huì)期間采取的是短期控制措施，但是讓我們看到了環(huán)境空氣質(zhì)量改善的希望，只要將治理措施真正落實(shí)到位，加大綜合治理力度，減少污染物排放，一定能夠切實(shí)改善空氣質(zhì)量，按時(shí)完成《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出的目標(biāo)。

[1] 南京市環(huán)境保護(hù)局.2013年南京市環(huán)境狀況公報(bào)[EB/OL].(2014-6-5)[2015-1-9]. http://www.njhb.gov.cn/43462/43464/201406/t20140604_2884912.html.

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[5] 姚志良，劉榮.柴油車(chē)排放顆粒物研究進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2011，29(8):75-79.

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[10] 王茸.南京機(jī)動(dòng)車(chē)突破200萬(wàn)輛 保有量全國(guó)城市中屬中上規(guī)模[N/OL].(2014-10-31)[2015-1-9]. http://www.njdaily.cn/2014/1031/975003.shtml.

Effect Evaluation of Air Quality Control Measures during Nanjing Youth Olympic Games

ZHANG Xiangzhi1,DING Aijun2,CHEN Wentai1,TANG Lili1,WANG Chenbo1,QIN Wei1,TENG Jianli3

1.Jiangsu Environmental Monitoring Station,Nanjing 210036,China 2.School of Atmospheric Science, Nanjing University,Nanjing 210023,China 3.China Association of Environmental Protection Industry,Beijing 100037,China

The steady weather conditions with high humidity during Nanjing Youth Olympic Games (YOG, August 2014 ) were not beneficial for dilution of air pollutants. Under the direction of Ministry of Environmental Protection and Jiangsu Provincial Government, a series of control measures were taken to reduce air pollutants emission from coal plants, vehicles, building and industry in Nanjing and surrounding cities. The air quality measurement results during the joint campaign suggested that ambient levels of six regular air pollutants all reached the national air quality standard (grade Ⅱ) during the YOG. Ambient levels of SO2, NO2, sulfate, calcium and elemental carbon showed significant decreases,which meant that those control measures were worked. Coal combustion, industrial emissions, building, and vehicular emission were important sources of PM2.5in Nanjing.

Youth Olympic Games；Nanjing；air quality；PM2.5；control measures

2015-07-23;

2016-02-17

張祥志(1967-)，女，安徽馬鞍山人，碩士，研究員。

滕建禮

X823

A

1002-6002(2016)05- 0040- 05

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.05.08