云南省大氣環(huán)境質(zhì)量底線及管控分區(qū)研討
——以普洱市為例

杜文靜， 楊逢樂， 李增加

(云南省生態(tài)環(huán)境工程評估中心，云南 昆明 650032)

0 引言

中央于2015年針對保護(hù)生態(tài)環(huán)境工作提出了環(huán)境質(zhì)量底線、資源消耗上線和生態(tài)保護(hù)紅線的相關(guān)要求。 2017年在中共中央政治局某次集中學(xué)習(xí)中，進(jìn)一步提出了要加緊構(gòu)筑三大紅線，涉及自然資源利用、環(huán)境質(zhì)量和保障生態(tài)功能三類紅線。同年，黨的十九大報(bào)告明確強(qiáng)調(diào)了綠色發(fā)展的要求。2018年《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù) 堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，要求“省級黨委和政府加快確定生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線，制定生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單”(以下簡稱“三線一單”)[1,2]。

生態(tài)環(huán)境部于2017年組織長江經(jīng)濟(jì)帶的部分省份開始第一批編制各省份“三線一單”， 以州市為主體構(gòu)建覆蓋全省的“三線一單”生態(tài)環(huán)境管控體系。云南省“三線一單”編制工作2018年初啟動。該項(xiàng)工作目的是改善區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措，同時(shí)也是響應(yīng)國家對長江經(jīng)濟(jì)帶制定的各項(xiàng)決策，從根本上改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

按照“三線一單”編制[3]要求，大氣環(huán)境質(zhì)量底線及管控分區(qū)劃定是環(huán)境質(zhì)量底線的重要環(huán)節(jié)之一。本文在《長江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略環(huán)境評價(jià)云南省“三線一單”》研究的基礎(chǔ)上，以PM2.5為約束指標(biāo)確定大氣環(huán)境質(zhì)量底線，結(jié)合普洱市工業(yè)布局、城鎮(zhèn)布局、人口分布、主體功能區(qū)劃以及區(qū)域氣象條件，同時(shí)結(jié)合大氣環(huán)境容量等確定普洱市大氣環(huán)境的高排放區(qū)、布局敏感區(qū)、弱擴(kuò)散區(qū)和受體敏感區(qū)，將這四類區(qū)域進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終劃分大氣環(huán)境重點(diǎn)管控區(qū)。進(jìn)一步確定大氣環(huán)境優(yōu)先保護(hù)區(qū)和大氣環(huán)境一般管控區(qū)。

1 研究區(qū)域

普洱市地處低緯度地區(qū)，全市夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，區(qū)域氣候具有明顯的立體差異和地域變化，有北亞熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、南溫帶、北熱帶等多種復(fù)雜的類型。普洱市氣溫年均值最低為15.3℃，最高為20.2℃。

普洱市環(huán)境空氣質(zhì)量在云南省總體較好，根據(jù)2017年的統(tǒng)計(jì)公報(bào)中空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，普洱市空氣質(zhì)量位列第六名，首要污染物為PM2.5。根據(jù)普洱市2017年的相關(guān)監(jiān)測，常規(guī)監(jiān)測的各污染物均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求限制。此外，根據(jù)2017年普洱市環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，類別為優(yōu)的共計(jì)245d，類別為良共計(jì)110d，優(yōu)良總計(jì)天數(shù)355d，占比為97.3%，其中共有10d污染類型為輕度。因此，思茅區(qū)總體上環(huán)境空氣質(zhì)量較好。

2 研究方法

2.1 大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查方法

搜集全市大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，掌握全市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀；結(jié)合區(qū)域氣象觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感資料、大氣污染源排放清單等資料，分析區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量的重點(diǎn)控制區(qū)域、重點(diǎn)排放行業(yè)、重點(diǎn)排放源。

2.2 大氣環(huán)境質(zhì)量底線劃定方法

大氣環(huán)境質(zhì)量底線包括兩方面內(nèi)容的劃定，即確定PM2.5底線目標(biāo)和大氣污染物允許排放量的計(jì)算。

大氣環(huán)境質(zhì)量底線目標(biāo)以PM2.5為約束指標(biāo)，結(jié)合云南省制定的關(guān)于防治大氣污染的各類政策法規(guī)，如實(shí)施方案、藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)等文件要求，以普洱市近3a現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，制定普洱市不同階段大氣環(huán)境質(zhì)量底線目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，以《云南省“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》為基礎(chǔ)制定普洱市各階段污染物削減量。

2.2 大氣污染物允許排放量測算

首先建立全市污染源排放清單，選用WRF空氣質(zhì)量模型，結(jié)合地形高程、下墊面特征及環(huán)境參數(shù)，模擬三維氣象要素場。其次，根據(jù)基準(zhǔn)年污染物排放清單與預(yù)測年污染物排放清單，通過WRF-Chem模擬不同背景條件下的預(yù)測污染物在網(wǎng)格點(diǎn)的模擬濃度值，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)公式計(jì)算與某種污染物相關(guān)的響應(yīng)因子[4-7]：

RRFj=Cmj預(yù)測年/Cmj基準(zhǔn)年

式中：RRFj—j污染物的相關(guān)響應(yīng)因子；Cmj基準(zhǔn)年—j污染物在基準(zhǔn)年設(shè)定的排放量背景條件下的濃度值；Cmj預(yù)測年—j污染物在預(yù)測年設(shè)定的排放量背景條件下的濃度值。

通過計(jì)算RRF與監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測濃度的乘積，得到預(yù)測年污染物的預(yù)測濃度：

Cj預(yù)測年=RRFj*Coj基準(zhǔn)年

式中：Cj預(yù)測年—第j種污染物的預(yù)測濃度；Coj基準(zhǔn)年—第j種污染物的實(shí)際監(jiān)測濃度數(shù)據(jù)。

通過上述計(jì)算得到Cj預(yù)測年，對比該預(yù)測濃度值同設(shè)定的大氣環(huán)境質(zhì)量底線的差別，進(jìn)一步預(yù)測同類污染物允許排放量同目標(biāo)的符合性，如超過目標(biāo)值的情況下，需進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2.3 大氣重點(diǎn)管控區(qū)中布局敏感區(qū)、弱擴(kuò)散區(qū)的識別

建立以全市為背景的3km×3km的網(wǎng)格。基于逐時(shí)地面氣象觀測數(shù)據(jù)和中尺度氣象模型WRF模擬的數(shù)據(jù)，建立三維逐時(shí)氣象場。依據(jù)模擬的氣象場，在設(shè)定的網(wǎng)格上，采用空氣質(zhì)量模型，如WRF-Chem、Calpuff等進(jìn)行模擬，不論是模擬布局敏感區(qū)還是弱擴(kuò)散區(qū)都需將每個網(wǎng)格的污染物設(shè)定為同一種污染物。在布局敏感區(qū)的識別中，需對每個網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行敏感點(diǎn)的環(huán)境影響模擬；在弱擴(kuò)散區(qū)的識別中，假定所有網(wǎng)格的污染源需同時(shí)釋放污染物進(jìn)一步識別其對敏感點(diǎn)的影響。

3 普洱市環(huán)境空氣現(xiàn)狀

3.1 普洱市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀

根據(jù)思茅區(qū)2011—2017年的空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果，各指標(biāo)均滿足區(qū)域空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求限制，PM10的監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出波動性的特點(diǎn)。變化情況見圖1、圖2、圖3。全市環(huán)境空氣質(zhì)量總體保持優(yōu)良。2017年普洱市PM2.5平均濃度為28μg/m3。

3.2 普洱市大氣污染物排放現(xiàn)狀

根據(jù)普洱市相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2011—2017年，普洱市污染源主要來自工業(yè)源、城鎮(zhèn)生活源、機(jī)動車排放。2011—2017年，SO2排放量總體呈下降趨勢，2017年較2011年減少了約23.5%，其中工業(yè)源排放占比最大約為87.8%，其次是城鎮(zhèn)生活源。NOx排放量總體先增大后減少，2017年較2011年減少了約35%，其中2011—2015年機(jī)動車源占比較大約為62%，其次是工業(yè)源。2011—2015年煙(粉)塵排放量呈上升趨勢，2016年排放量最少，2017年較2011年減少了約33%，2011—2015年工業(yè)源占比較大約為85.4%，其次是城鎮(zhèn)生活源，機(jī)動車排放量總體較小。

4 普洱市大氣環(huán)境質(zhì)量底線劃定

以PM2.5作為約束指標(biāo)確定普洱市目標(biāo)年大氣環(huán)境質(zhì)量底線，以此為基礎(chǔ)計(jì)算普洱市大氣污染物允許排放量。

4.1 普洱市大氣環(huán)境質(zhì)量底線目標(biāo)

按照大氣環(huán)境質(zhì)量不降低的要求，制定以PM2.5作為約束的大氣環(huán)境質(zhì)量底線目標(biāo)。考慮普洱市環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良的現(xiàn)狀，結(jié)合《普洱市藍(lán)天保衛(wèi)專項(xiàng)行動計(jì)劃》，以普洱市3a(2016—2018年)最不利一年的PM2.5年平均值作為各州市2020年的底線目標(biāo)；2025年，保持城市空氣質(zhì)量目標(biāo)穩(wěn)中向好；2035年，大氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)到世界衛(wèi)生組織關(guān)于PM2.5的過渡二階段目標(biāo)。

4.2 普洱市大氣污染物允許排放量

根據(jù)云南省“十三五”各地區(qū)二氧化硫、氮氧化物排放總量控制計(jì)劃設(shè)定普洱市近期、中期、遠(yuǎn)期大氣污染物允許排放量。依據(jù)“十三五”期間云南省節(jié)能減排要求制定普洱市2020年二氧化硫和氮氧化物的減排比例，2020年，普洱市兩種污染物較2015年減排比例為0%，即不進(jìn)行削減。到2025年，需要在2020年兩種污染物允許排放量的基礎(chǔ)上削減1%，2035年維持2025年水平不變。普洱市2020年、2025年、2035年的允許排放量削減比例見表1。

5 普洱市大氣環(huán)境管控分區(qū)

5.1 普洱市大氣環(huán)境優(yōu)先保護(hù)管控區(qū)

依據(jù)指南的要求，普洱市大氣環(huán)境管控分區(qū)共劃定8個大氣優(yōu)先保護(hù)區(qū)，為各縣市的自然保護(hù)區(qū)。

5.2 普洱市大氣環(huán)境重點(diǎn)管控區(qū)

大氣環(huán)境重點(diǎn)管控區(qū)主要包含四個方面：高排放區(qū)(污染集中分布的區(qū)域)、受體敏感區(qū)(人口集中分布的區(qū)域)、弱擴(kuò)散區(qū)(擴(kuò)散能力較弱的區(qū)域)、布局敏感區(qū)(產(chǎn)業(yè)布局較為敏感的區(qū)域)。普洱市各縣市大氣重點(diǎn)管控區(qū)面積占比見表2。

表1 普洱市污染物允許排放量削減比例 (%)

表2 普洱市各縣市大氣優(yōu)先保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)管控區(qū)面積占比表 (%)

(1)受體敏感區(qū)

受體敏感區(qū)主要為人口密集區(qū)。將重點(diǎn)城市開發(fā)邊界和重點(diǎn)鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定為受體敏感區(qū)，全市共劃定19個大氣環(huán)境受體敏感區(qū)管控單元，面積占比合計(jì)為0.61%，普洱市各縣市均有分布。

(2)高排放區(qū)

對全市工業(yè)園區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局識別，將其中大氣污染物的高排放園區(qū)及未在園區(qū)內(nèi)的高排放企業(yè)較集中區(qū)域，劃為高排放區(qū)。全市劃定11個高排放區(qū)管控單元，總面積占比約為0.31%。

(3)布局敏感區(qū)

大氣布局敏感區(qū)的劃定是將全省大氣環(huán)境布局敏感性模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行切割，切割出普洱市數(shù)據(jù)，并識別出普洱市大氣環(huán)境布局極敏感區(qū)域。普洱市共識別7個大氣布局敏感區(qū)管控單元，總面積占比約9.14%，主要分布在思茅區(qū)、寧洱縣、江城縣、墨江縣、景東縣、景谷縣、瀾滄縣。在布局敏感區(qū)布局高排放企業(yè)，將對其附近受體敏感區(qū)居住人群影響較大，因此建議該區(qū)域盡量不要大規(guī)模布局有大氣污染物排放的項(xiàng)目。

(4)弱擴(kuò)散區(qū)

本文識別的弱擴(kuò)散區(qū)是在對云南省大氣環(huán)境擴(kuò)散能力數(shù)據(jù)進(jìn)行切割的基礎(chǔ)上，切割出普洱市數(shù)據(jù)，并識別出普洱市大氣環(huán)境弱擴(kuò)散區(qū)。全省共識別大氣弱擴(kuò)散區(qū)50個，普洱、西雙版納面積占比較大，擴(kuò)散能力較弱。普洱市共識別4個大氣弱擴(kuò)散區(qū)管控單元，總面積占比約16.43%，主要分布在思茅區(qū)、墨江縣、景谷縣、江城縣。普洱市大氣環(huán)境弱擴(kuò)散區(qū)主要分布在思茅區(qū)、墨江縣、景谷縣、江城縣，在這些區(qū)域布局高排放企業(yè)，污染物擴(kuò)散能力較弱，因此應(yīng)盡量避免。

5.3 普洱市大氣一般管控區(qū)

上述劃定的重點(diǎn)管控區(qū)和優(yōu)先保護(hù)區(qū)以外的區(qū)域識別為一般管控區(qū)，共計(jì)10個控制單元，全市共識別大氣一般管控區(qū)總面積占比約71.56%。

6 結(jié)論

(1)根據(jù)普洱市2020年、2025年、2035年大氣環(huán)境質(zhì)量底線要求，近期PM2.5減排壓力不大，遠(yuǎn)期需達(dá)到世界衛(wèi)生組織關(guān)于PM2.5的過渡二階段目標(biāo)，壓力較大。

(2)普洱市各縣市2020年、2025年、2035年的允許排放總量測算結(jié)果結(jié)合普洱市環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析，普洱市減排壓力不大。

(3)普洱市大氣環(huán)境管控單元總計(jì)識別出59個，普洱市識別出的弱擴(kuò)散區(qū)重點(diǎn)管控區(qū)是需要重點(diǎn)關(guān)注的對象之一，因此，在產(chǎn)業(yè)布局時(shí)應(yīng)避免布局高排放企業(yè)。