“十三五”期間福州市大氣污染物特征分析

吳秀珍

(福建省福州環境監測中心站，福建 福州 350011)

1 引言

當前，生態文明建設和體制改革加速推進，新環保法和大氣、水、土壤專項行動計劃相繼出臺，黨政同責、終生追究、環保督察等要求更加明確，污染治理標準更加嚴格，環境保護的認識高度、推進力度、實踐深度前所未有。福建省是全國首個生態文明先行示范區,福州市把生態文明建設放在城市經濟社會發展全局的突出戰略位置，協同推進產業結構調整、生態紅線保護、重點區域綜合整治等重大舉措。此外，社會公眾環境意識不斷提升，對環境保護和生態建設的要求也不斷提高。

“十三五”是福州加快轉方式、調結構、促升級的重要時期，是全面推進生態文明建設、加快福州新區建設的關鍵時期。在新常態背景下，全市環境保護面臨新的機遇和挑戰。受機動車數量快速增加、黃標車超標排放尾氣、城區垃圾焚燒以及餐飲油煙污染等影響，PM2.5、O3為代表的復合型大氣污染問題日益突顯，大氣環境保護也被列入了“十三五”規劃[1]。在“十三五”規劃指引下，全市各級政府及相關部門高度重視大氣污染防治工作，注重運用法律、行政、經濟等手段促進經濟、社會和環境的協調發展。制定出臺《福州市大氣污染防治行動計劃實施細則》《福州市臭氧污染應對辦法》及《2020年福州市顆粒物污染防治行動計劃》等一系列規定，安排修訂《福州市大氣污染防治辦法》也列入《福州市人大常委會2020年立法計劃》，為深化大氣污染治理提供了制度保障。

近幾年我國學者在大氣環境預測方法和各類模型研究的基礎上，對大氣污染物特征開展了廣泛研究[2～18]。開展大氣污染物特征及污染防治對策的研究可以理順區域環境和經濟利益關系，提高福州市保護大氣環境的積極性,同時可以進一步采取措施進行大氣污染防治、有效減少大氣污染問題的發生。

綜上，“十三五”期間福州市大氣污染物特征及污染防治對策的研究既可為編制福州市“十四五”環境保護規劃提供重要依據，也能夠為相關部門的科學決策提供支持，對協調福州市區域社會、經濟與環境之間的關系具有重要意義。

2 研究區概況

福州市[19](25°15′N～26°39′N，118°08′E～120°31′E)別名榕城，為福建省省會，位于福建省東部，東瀕東海,是一個典型的河口盆地城市，四周被群山峻嶺所環抱，境內地勢自西向東傾斜。全市總面積1.2萬km2，山地、丘陵占全區土地總面積的72.68%，閩江橫貫市區東流入海，屬亞熱帶季風氣候。福州市是中國市場化程度和對外開放度較高的地區之一，定位在福建發展和海西建設全局中發揮龍頭帶動作用，是福建省重要的交通樞紐和物流中心。經濟、政治、社會、文化等方面的優勢和有利條件吸引了眾多重大項目落地福州，全國特殊奧林匹克運動會、首屆全國青年運動會、數字峰會、世界遺產大會等越來越多國內國際大型活動也趨向于在福州舉行。隨著福州市經濟連續高速增長帶來的大氣污染問題也一直被市委、市政府及相關部門所關注，福州市也成為了大氣污染治理的熱點區域。

3 數據與方法

3.1 數據來源

福州市共有鼓山、五四北、楊橋西路、紫陽、師大、九龍6個國控空氣質量監測站點，鼓山國控空氣質量監測站點作為背景點不列入此次參考范圍。分別收集上述監測站點2016年1月1日至2020年9月30日SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等污染成分日均濃度數據作為本次研究的數據源，各類污染氣體的監測儀器詳見表1。

3.2 數據處理方法

由于停電、連接不良、分析儀器離線、有效監測時數不足等原因導致少量天數或個別空氣質量監測站點監測數據缺失或是監測數據無效(缺失及無效率可忽略)，移除缺失或無效數據后，利用福州市dbsee5s及airsum數據查詢平臺對數據進行整理統計，將以上除鼓山(背景點)外的其他5個國控點位監測數據的平均值作為福州市空氣質量各指標的監測值，通過Oracle 11g進行了數據分析。

表1 主要監測儀器

4 結果與討論

該研究分析了福州市“十三五”期間環境空氣質量狀況(達標情況、超標因子、首要污染物等)、各污染物的濃度變化特征及“十三五”期間整體趨勢。

4.1 福州市“十三五”期間環境空氣質量狀況

福州市“十三五”期間每年綜合指數均低于2015年，環境質量整體向好，相關指標數據詳見表2，由表2可看出“十三五”期間福州市首要污染物均為NO2、PM10、PM2.5、O3四類。

由圖1可看出“十三五”期間福州市空氣質量優良率先呈逐年下降趨勢，到2018年達到最低值，而后逐年升高；超標率反之，在2018年達到峰值(輕度污染天數高達28 d)：2018年福州市較往年提前進入高溫晴熱天氣，臺風數量減少，降雨量下降，受不利氣象條件及區域性臭氧污染傳輸影響，疊加本地污染源，導致臭氧濃度升高，從4月10日首次出現臭氧輕度污染始，到10月30日止，臭氧超標天數同比增多至26 d，全年以臭氧為首要污染物的天數高達151 d，臭氧污染形勢十分嚴峻。

表2 2015年1月1日至2020年9月30日福州市環境空氣質量相應指標數值

總體而言，“十三五”期間，福州市堅持打好藍天保衛戰，扎實推進二氧化硫和氮氧化物減排，能源結構進一步優化，優化升級產業結構，淘汰落后產能，壓減過剩產能；執行重點行業大氣污染物特別排放限值、開展揮發性有機物治理，積極推進鋼鐵行業超低排放改造；持續推進揚塵污染、移動源污染、礦山復綠等專項整治行動，持續推動大氣環境質量改善。

4.2 福州市主要環境空氣指標變化特征

根據圖2，“十三五”以來，主要環境空氣指標中，SO2、NO2年均濃度在較低水平波動；PM10、PM2.5年均濃度及CO總體呈緩慢下降趨勢；和2015年相比，O3

濃度在2016年有所下降，至2017年又大幅度反彈，2018年持續升高，2019～2020年9月30日有所下降。參照表3[20]，六類污染物的濃度均低于國家規定的二級濃度限值，其中SO2、NO2、及CO都達到環境空氣一類區標準，且濃度遠優于一級濃度限值水平。PM10、PM2.5及O3濃度則還有改善空間[21]。

近年來，福州市在揚塵污染問題的治理上力度不斷加強。道路和施工是大部分城市揚塵的主要來源，建筑工地、拆遷工地、施工道路、市政設施的建設等項目在施工過程中采取的降塵、覆蓋等防護措施相對到位，特別是在《提升福州市環境空氣質量行動計劃》及歷年實施方案出臺后，福州市對揚塵的管控措施已形成常態化管理，管理效果顯著，顆粒物年均濃度及PM10、PM2.5為首要污染物的天數逐年減少。而O3生成與其前體物存在非線性關系:大氣中NOx濃度較高時，臭氧生成受 VOCs 控制；當大氣中 VOCs濃度較高時，臭氧生成受 NOx控制[6]，不當的控制措施可能起到相反的作用。

圖2 福州市主要環境空氣指標變化趨勢

表3 環境空氣污染物基本項目濃度限值

4.3 4種首要污染物歷年占比變化特征

根據表2，對福州市“十三五”期間歷年的首要污染物進行分析，得出首要污染物變化趨勢(如圖3，其中2015年的占比作為參照，2020年的數據截至9月30日)。由圖3可看出，PM10、PM2.5及NO2為首要污染物的天數占比均呈穩步下降趨勢，至2020年統計時段，占比下降至5%以下，其中NO2低至0.4%。而O3則出現相反趨勢，首要污染物為O3的占比在“十三五”期間大幅上升，最高值在2018年達到41.4%，而后兩年雖有所回落，但占比仍高于38%，遠遠大于2015年首要污染物處于高位的PM10水平(26.1%)。隨著顆粒物濃度的降低，臭氧逐漸成為影響福州市環境空氣質量的首要因素。

圖3 福州市“十三五”期間首要污染物變化趨勢

結合福州市“十三五”期間首要污染物變化趨勢，將O3作為主要污染因子，對其成因及防控對策進行分析，以期達到更好的防治效果。

5 O3影響因素分析

5.1 本地污染源影響

O3生成的主要前體物為氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOCs)，根據福州市大氣污染源清單編制工作的調查結果顯示，VOCs主要來源機動車尾氣、工業源(化工醫藥、工業涂裝、油氣揮發、家具、塑料、印刷、鋼鐵煉焦行、電子信息、化纖印染等行業)排放和加油站油氣揮發,氮氧化物主要來源工業源(建陶、鋼鐵煉焦、火電與垃圾焚燒發電、化工化纖行業等)排放和交通污染源(機動車尾氣排放)。

5.2 氣象條件影響

當遇到不利氣象條件時，如：副熱帶高壓、高溫、邊界層低、靜穩天氣等不利氣象條件下，容易導致臭氧前體物累積并發生臭氧輕微污染，且發生輕微污染后一般需要2～3 d時間污染物方可逐步消耗消散。

5.3 地形地貌影響

福州地處閩江下游沖擊盆地，三面環山，擴散條件差，污染物聚集后不易擴散，這也是造成輕微污染的原因之一。

5.4 外來傳輸影響

由于九龍國控點位地處沿海，極易受到沿海臭氧傳輸影響，此外，外來高空傳輸也極易對福州市空氣質量造成不利影響。

6 結論

(1)“十三五”期間，福州市首要污染物均為NO2、PM10、PM2.5、O3四類，六類污染物濃度均達到國家二級濃度限值，其中SO2、NO2及CO遠優于一級濃度限值水平，環境質量整體向好。

(2)從福州市空氣質量天數比例來看，“十三五”期間福州市空氣質量優良率呈先降后升趨勢。2018年超標率最高，達到7.7%，其中O3超標天數高達26 d，全年以O3為首要污染物的天數高達151 d，O3污染嚴重。

(3)從福州市主要環境空氣指標變化趨勢來看，“十三五”以來，福州市主要環境空氣指標中，SO2、NO2年均濃度在較低水平波動，PM10、PM2.5及CO總體呈下降趨勢，O3則呈先升后降趨勢。

(4)PM10、PM2.5及NO2為首要污染物的天數占比均呈穩步下降趨勢，O3相反，首要污染物為O3的占比在“十三五”期間大幅上升，最高值在2018年達到41.4%，而后兩年占比仍處于高位。O3污染是當前福州市最突出的大氣污染問題，要控制O3污染，關鍵在控制機動車尾氣及工業源排放，沿海及外來傳輸的影響也不容忽視。

7 建議

通過對福州市“十三五”期間大氣污染物特征的研究，結合對首要污染因子O3的分析，提出以下建議。

(1)關注工業企業綜合治理。工業企業作為福州市經濟發展的重要推動力，其污染綜合治理問題對于經濟發展與生態保護具有基礎性全局性作用。為此要重點關注以下問題：一是淘汰落后產能。對機械裝備、石油化工等行業中不符合國家政策的企業進行關停，并對上述行業相關企業進行減排。如通過工業園區集中供熱、進行超低排放改造等減少NOx、SO2排放量。通過對汽車制造、家具制造、制鞋等行業推廣使用低揮發性的水性涂料，從源頭上減少VOCs的產生量。通過VOCs企業全過程控制，減少氣體泄露，提高廢氣收集率，化工與醫藥行業推廣使用LADR技術，減少無組織排放。對印染化纖行業加強VOCs廢氣末端治理，實現污染物達標排放。全市新建鋼鐵、火電、水泥、有色金屬項目執行大氣污染物特別排放限值。二是加強工業節能。在重點耗能行業全面推行能效對標，推進工業企業能源管控中心建設，推廣工業智能化用能監測和診斷技術。三是優化能源結構，推進清潔能源替代。

(2)強化移動污染源、餐飲油煙以及煙花爆竹限放禁放的規定。建議采取高排放車輛限行措施及提前報廢補貼政策、提升燃油品質、推廣使用新能源車等，實現道路源污染物控制；建議立法明確餐飲服務者應主動減少油煙排放，重申禁止開展餐飲服務項目的情形，通過安裝在線監控等措施切實加強飲食業油煙污染防治監督管理；對于煙花爆竹燃放，建議福州市作出相關規定強化節假日期間煙花爆竹管控工作。持續開展揚塵污染防控工作。

(3)建立完善區域大氣污染防治協作機制，推進環湄洲灣和環羅源灣-三都澳區域大氣污染聯防聯控。