周君蕊,邱培培,劉 浩,朱靜瑄
(武漢市環境保護科學研究院,湖北 武漢 430015)
2016~2020年,武漢空氣質量綜合指數總體逐年下降,從5.28下降至4.16,下降了26.9%;優良天數由237 d增至309 d,優良率由70.2%上升至84.4%,繼標準修訂后首次超過80%,提高了14.2%;重度污染天數由6 d減至2 d。SO2整體平穩維持在10 μg/m3以下,NO2呈波動下降態勢,PM10和PM2.5總體逐年下降。2020年,NO2平均濃度為36 μg/m3,首次達到國家二級標準;PM10平均濃度為58 μg/m3,明顯低于國家二級標準;PM2.5平均濃度為37 μg/m3,已接近國家二級標準(圖1)。“十三五”期間,環境空氣質量改善顯著(表1)。

圖1 2015~2020年武漢市各項污染物年均濃度

表1 2015~2020年武漢市環境空氣質量數據
2020年,武漢市空氣質量優良天數為309 d,與2015年相比增加87 d;優良率為84.4%,與2015年相比增加23.1%;PM10平均濃度為58 μg/m3,與2015年相比,下降40.8%;PM2.5平均濃度為37 μg/m3,與2015年相比,下降44.8%。達到《武漢市“十三五”擁抱藍天專項規劃》(武政辦〔2017〕20號)中武漢市的規劃目標(空氣質量優良率達到71%<力爭達到80%>,PM2.5年平均濃度降至49 μg/m3<力爭降至42 μg/m3>,PM10年平均濃度降至73 μg/m3<力爭降至63 μg/m3>)(表2)。

表2 “十三五”擁抱藍天專項規劃中空氣質量指標完成情況
“十三五”期間,根據《武漢市“十三五”擁抱藍天專項規劃》中重點任務要求,全面完成了“一升級、二優化、三提升、四壓減、五強化”的工作任務。
(1)建立完善工作機制。每年制定擁抱藍天年度行動方案和配套考核評價辦法,明確各區和相關部門年度大氣污染防治主要工作任務、重點減排項目和年度空氣質量改善目標。實施量化目標考核,按月公開考核排名,建立紅黃旗制度和預警約談機制;實施調度督辦機制,逐小時通報空氣質量數據,每日現場巡查并督辦問題,半月通報整改情況;實施執法幫扶機制,根據季節性污染特征,有針對性開展企業污染治理幫扶行動。
(2)促進結構優化調整。全市不再批建燃煤發電項目和燃煤鍋爐,將高污染燃料禁燃區范圍擴大至繞城高速公路所圍區域及新城區的建成區、主要工業園區,禁燃區范圍由原來的584 km2擴大到2676 km2;清理、取締高污染燃料禁燃區內散煤加工銷售點;完成禁燃區內燃煤窯爐拆除和清潔能源改造;三環線內重點行業項目“只出不進”,污染物排放總量“只減不增”,嚴守“三線一單”制度。對新增二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物和顆粒物污染物排放的建設項目,實行現役源2倍削減量替代,沒有落實替代削減來源的不予或者暫緩審批;出臺相應推廣方案、補貼政策等,完成岸電裝置建設,加大新能源汽車生產和推廣力度。
(3)深化工業污染治理。持續推進鋼鐵行業超低排放改造,完成燃煤機組超低排放改造。重點推進脫硫脫硝、除塵設施改造,完成火電、水泥、石化、平板玻璃和燃煤鍋爐等提標改造,持續開展工業窯爐除塵設施升級改造。持續推進石化、化工、煉焦化學工業、包裝印刷、工業涂裝、橡膠塑料品等重點行業揮發性有機物治理;開展石化、化工、工業涂裝、包裝印刷等行業重點企業VOCs自動在線監控設施建設、聯網工作。三環線內化工企業完成關停或搬遷,推行水泥行業錯峰生產。
(4)加強移動源污染防治。提高新車環保準入門檻,設立7個新車排放標準查驗窗口,開展新車查驗工作。強化用車污染監管,路檢、抽查或通過機動車排氣遙感監測和上門抽查形結合方式,對超標排放機動車進行查處;淘汰黃標車及老舊車輛,出臺提前淘汰補貼政策;啟動非道路移動機械排氣污染監管,完成全市非道路移動源污染排放情況初步調查。劃定高排放非道路移動機械禁止使用區域;推廣新能源汽車,出臺新能源車補貼政策。
(5)強化面源污染治理。加強施工工地揚塵污染控制和工地堆場料場管理,對施工工地安裝揚塵在線監測和視頻監控,對渣土運輸車輛實施智能監控管理;對全市煤炭、礦石碼頭進行全面排查,主要港口大型煤炭、礦石碼頭堆場完成防風抑塵設施或實現封閉儲存、運輸;全市主次干道采取常態化機械化清洗壓塵;全面實施餐飲油煙污染治理,完成居民家庭、餐飲單位餐飲油煙直排設施環保改造,取締露天燒烤;加強秸稈禁燒及綜合利用,建立市、區、街(鄉鎮)、村組、農戶五級聯防聯控和網格化管理體系。
“十三五”期間武漢市環境空氣質量總體改善,空氣質量優良率顯著提升,重污染天數大幅減少,但大氣環境形勢總體依然嚴峻,空氣質量改善速度呈趨緩態勢,臭氧的污染問題突出。
空氣質量監測數據表明,近幾年,武漢市PM2.5、O3、NO2、PM10四項污染物日均濃度均有超標,其中O3-8h超標情況日益突出[1]。從超標天數和污染物日均濃度超標程度來看,武漢市O3-8h超標情況最為嚴重,O3-8h濃度范圍為11.7~228.7 μg/m3,日均值超標率為18.4%,日最大8小時濃度最高超標43%;其次為PM10,日均濃度范圍為14~180.3 μg/m3,日均值超標率為8.8%,日均最大濃度超標20%;此外武漢市還存在PM2.5和NO2超標情況,PM2.5日均濃度范圍8.2~153.6 μg/m3,超標天數比例為3.3%,日均最大濃度超標1倍,NO2日均濃度范圍為10.3~95.3μg/m3,日均值超標率為1.4%,日均最大濃度超標19%。
逐月分析導致空氣質量超標的主要污染物可知,顆粒物超標主要集中在冬季,PM2.5在1月超標情況最為嚴重,超標率為61.3%,其次是12月和2月,超標率均為16.1%;11月也出現超標情況,超標率為9.7%。PM10在1月超標情況最為嚴重,超標率為19.4%;2月、5月、12月也出現超標現象,超標率均為6.5%。NO2超標主要出現在11月和12月,超標率分別為6.5%和9.7%。O3-8h超標在4月至10月均有發生,超標率在6.7%~63.3%之間,其中9月份O3-8h濃度最高,最大值超標40.9%(表3、圖2)。

表3 武漢市主要大氣污染物日均濃度超標情況

圖2 武漢市主要大氣污染物月均濃度變化
全球的衛星數據顯示,中國的二氧化氮污染主要集中在京津冀、長三角、珠三角地區,遼寧中部、山東、武漢及其周邊等10個重點區域。2017~2019年,武漢市NO2年均濃度在全國168個重點城市中排名后20位,在19個副省級以上城市中排后5位。近幾年,武漢市NO2的年均濃度雖然呈波動下降趨勢,但秋冬季污染形勢仍十分嚴峻,主要原因是秋冬季氣溫低、降水少、太陽輻射小、多靜穩等氣象因子導致NO2冬季保留時間比夏季長,且夜間至凌晨多持續靜風,靜風頻次較高,不利于污染物的擴散,導致夜間NO2的濃度持續出現高值。NO2的高值空間分布呈主城區>新城區>外圍農村區域的趨勢。
近幾年,武漢市機動車保有量以近20%的速度高速增長,2020年機動車保有量超過380萬輛,且主要集中在主城區,交通擁堵指數在全國300萬級的城市中排名第5,加之武漢市地處交通要道,物流業發達,公路貨運量占對外交通貨運總量的60%以上,由交通發展帶來的污染物持續排放是二氧化氮居高不下的主要原因。
武漢市PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO濃度月份變化趨勢較為一致,呈現出夏季濃度較低,秋冬季濃度較高的特點,其中1月份濃度全年最高,在7月下降到最低值。對PM2.5、SO2、CO污染物濃度貢獻較大的月份是1、2、3、11和12月,對PM10影響較大的是1~5月和12月。NO2濃度影響較大的月份是1~4月和10~12月。O3的濃度變化呈相反趨勢,全年最低值出現在冬季12月,最高值出現在8月和9月,對O3濃度影響較大的月份是4~10月[2](圖3)。

圖3 武漢市分季節NO2污染形勢
武漢市屬于亞熱帶季風性氣候,秋季是夏季風向冬季風過渡的季節,下沉氣流控制的天氣形勢逐漸增多,受逆溫層影響,空氣質量逐漸變差;冬季寒冷少雨,早晚易出現輻射逆溫,不利于污染物的擴散,空氣污染較重;春季受北方浮塵天氣南下影響,易出現PM10污染。而O3-8h濃度月度變化與其余污染物存在顯著差異,夏秋季濃度較高,冬春季濃度低,主要是因為夏季太陽輻射強,氣候炎熱,高溫加劇了光化學反應的速率,造成二次生成的O3濃度升高。
從各監測站點的年均濃度來看,所有站點SO2年均濃度均達標(圖4、圖5)。各個站點PM2.5年均濃度均超標10%以上,其中位于工業園區的青山鋼花站點受工業排放影響較大,超標倍數最高,超標58.3%。PM10在9個監測站點的年均濃度達標,另外12個站點超標,其中東西湖區站因受施工影響較大,超標倍數最高,超標率達18.3%。與PM10、PM2.5濃度空間分布相比,武漢市NO2污染空間差異較為顯著。在超標的12個監測站中,江漢紅領巾、武昌紫陽兩個站點NO2污染最為嚴重,NO2年均濃度超標20%以上;江漢南片區站NO2污染較輕,年均濃度僅超標0.8%。

圖4 武漢市2016~2019年21個監測站點各項污染物月均濃度變化

圖5 武漢市各監測站點大氣污染物超標程度
“十四五”時期,是開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年規劃期,是推動武漢市經濟社會高質量發展的起步期,也是環保機構改革后的第一個五年規劃期,更是實現武漢市空氣質量達標的關鍵階段,謀劃好“十四五”空氣質量改善工作意義重大、影響深遠。
“十四五”規劃目標指標延續“十三五”以來以生態環境質量為核心的要求,參考了《中共武漢市委關于制定全市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》[3]及國家、湖北省“十四五”大氣專項規劃征求意見稿中的指標體系,擬將規劃指標分為2個部分:一是空氣質量改善指標(5項),包括空氣質量優良天數比例、四項主要污染物年均濃度;二是主要污染物減排指標(2項),包括NOx和VOCs排放量削減比例。其中3項約束性指標,分別為空氣質量優良天數比例、NOx排放量削減比例、VOCs排放量削減比例[4,5]。
2020年,由于疫情期間社會生產活動的停工停產,武漢市重點工業企業PM、SO2、NOx減排比例分別為18.3%、23.2%、21.7%,空氣質量明顯好于往年[6]。若以2017~2019 年 3 年平均值為基準,根據3年年均降幅估算扣除疫情后的結果為:PM2.5濃度44 μg/m3、優良天數比例72.2%。規劃應以2020年去除疫情影響空氣質量為基準,依此設定2025年目標值。
一是堅持問題導向和目標引領,聚焦重點區域、重點時段,把握污染物排放季節性規律,深入開展揮發性有機物(VOCs)、柴油貨車、工業爐窯和揚塵專項治理行動;二是堅持因地制宜和靶向治理,實施“一企一策”“一園一策”“一群一策”管理,對標先進城市,推進四大結構優化升級;三是堅持源頭防控、過程管理、末端治理和強化減排相結合,逐步建立分行業管理模式,借助智能化監管手段,推進精準治污、科學治污和依法治污;四是堅持長效減排與應急減排并重,強化污染天氣應對,實行差異化管控,不斷提高環境管理精細化水平,切實減緩污染程度、保護公眾健康。
“十四五”期間,應延續“十三五”的勢頭持續推進空氣質量改善,同時建立長效治理體系和倒逼機制,以“三個治污與五個精準”,以“四大結構調整、三項協同治理、兩個現代化”為核心,謀劃“十四五”期間大氣污染防治重點任務與措施[7~10]。
(1)四大結構調整。一是產業結構更優化。全市新增建設項目實行現役源2倍或3倍削減量替代;繼續推進燃煤熱風爐、燃煤爐窯的淘汰工作;開展園區和集群的綜合整治,推進沿江15 km范圍內化工企業關改搬轉;實施循環化和綠色化改造。二是能源結構低碳化。減少自備電廠用煤,削減非電用煤,降低鋼鐵行業焦鐵比,淘汰或改燃35蒸t以下燃煤鍋爐[11];推行工業供氣價格優惠政策。三是運輸結構清潔化。積極推進工業企業運輸“公轉鐵”“公轉水”,重點企業的大宗物料和產品運輸采用鐵路、水路、新能源或國六貨車等清潔化運輸方式比例達到80%以上;大宗貨物年貨運量150萬t及以上的企業和新建物流園區,原則上全部修建鐵路專用線;研究制定三環線限行及四環線優惠政策。四是用地結構精細化。繼續落實施工工地“六個百分之百”,將揚塵管理工作不到位的不良信息納入“武漢建筑行業信用企業”評價管理體系中;加大交通要道機械化清掃力度,提高清掃頻次;加強堆場、碼頭揚塵污染控制;綜合運用衛星遙感、高清視頻監控等手段,建立全覆蓋網格化監管體系,嚴控秸稈焚燒、燒荒、燒垃圾等行為。
(2)開展三項協同治理。一是PM2.5與O3污染治理協同。NOx和VOCs是PM2.5與O3生成的共同前體物,協同減排需加強NOx和VOCs的協調控制。其中,NOx的控制思路為一手抓移動源,一手抓工業源,依托工程減排,加強脫硝設施運行監管;移動源減排措施主要包括機動車、船舶及非道路移動機械的優化升級與深度治理,工業源減排措施包括鋼鐵、焦化、玻璃、水泥及鍋爐的提檔升級。VOCs控制思路為一手抓監管,一手抓監測,著力提升科技支撐能力,狠抓重點企業減排實效。從源頭替代、重點行業VOCs全過程控制、重點園區綜合整治等方面提升VOCs治理成效;從在線監測、組分監測、來源解析、組分清單建立等方面補齊VOCs能力短板。二是長效減排與應急減排協同。探索建立以夏季O3為主要對象的污染天氣應急應對體系,出臺實施夏季重點行業錯峰生產管控措施。動態更新重污染天氣應急減排清單,深入實施重點行業績效分級差異管控。推進貨運大戶建立門禁系統和電子臺賬,制定重污染天氣應急運輸響應方案。加強空氣質量預測預報能力建設,進一步提升PM2.5、O3預報準確率;探索建立分級、分區、分時的重污染應對工作機制,優化完善污染天氣應對體系。三是空氣質量改善與應對氣候變化協同。控制電力、鋼鐵、建材、化工等重點行業碳排放,推進工業、能源、建筑、交通等重點領域低碳發展,以推進空氣質量達標和碳達峰“雙達”目標為前提,從戰略規劃、政策法規、統計和監測體系、綜合管控制度建設等方面統籌制定政策措施。
(3)推進兩個現代化。“十四五”期間,需進一步推進大氣環境管理體系的現代化,明確治理主體政府的責任配置機制,開展街道(鄉鎮)小型站空氣質量考核通報,對街道(鄉鎮)空氣質量和大氣污染防治工作情況實施月度考核排名,壓實大氣污染防治工作的主體責任。同時,需著力提升大氣治理能力現代化,建立先進準確的空氣質量監測體系,完善及時耦合的重污染預報預警體系,建立落地“靶向”的污染源網格監控體系,助力污染源的精細化管控,積極參與區域大氣污染聯防聯控機制。