攀枝花市經濟發展對環境空氣質量的影響

謝 南，劉馨語，季浩宇，唐 毅，楊翠香

(1.攀枝花市生態環境監測中心站，四川 攀枝花 617000；2.攀枝花市氣象局，四川 攀枝花 61700)

0 引言

近年來，隨著經濟不斷發展，人民的生活質量不斷提高，為滿足對美好生活的向往，我國環境空氣質量受到廣泛關注，特別是在經濟發達的地區，如京津冀、長江三角洲、珠江三角洲以及成渝地區等[1-3]。目前評價城市環境空氣質量的有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、細顆粒物和顆粒物六項參數。

攀枝花，地處中國西南川滇結合部，位于四川最南端，北距成都614km，南至昆明273km，西連麗江、大理；是四川通往南亞、東南亞的最近點。攀枝花地處攀西裂谷中南段，屬浸蝕、剝蝕中山丘陵、山原峽谷地貌；夏季長，四季不分明，而旱、雨季分明；全市總面積7440.398km2，下轄3個區、2個縣；截止2019年，攀枝花市實現地區生產總值1010.13億元，戶籍總人口108.37萬人。攀枝花市是我國長江上游最大的礦業城市，也是典型的工業城市之一，釩鈦磁鐵礦、石灰巖礦、煤礦及各類礦產資源在市區及其附近范圍內分布，根據歷年數據調查統計，攀枝花市的釩、鈦儲量位于全國第一，鐵儲量位于全國第二，鈦、釩儲量同時也在世界排名第一位和第三位。“十三五”期間，全市工業經濟持續增長，鋼鐵、釩鈦、能源、化工等支柱產業規模不斷擴大，民營企業發展迅速，產業鏈條逐步延伸，優勢產品產量持續增長，釩鈦資源綜合利用力度加大，鈦產業群已初步形成。

1 研究內容

1.1 環境空氣質量監測數據

評價攀枝花市環境空氣質量的數據由分布在東區、西區和仁和區的5個國控空氣自動監測站點全年365d連續監測所得，分別為仁和、四十中小、河門口、弄弄坪和炳草崗，該監測系統代表了攀枝花市主城區的環境空氣質量情況。監測點位及功能區劃分詳見表1。

表1 攀枝花市環境空氣質量監測點位置及功能區

1.2 監測方法及方法來源(表2)1.3 監測時間及數據分析

表2 監測方法、方法來源、使用儀器

監測時間選取2015年1月1日—2019年12月31日，采用每天24h連續自動監測，每5min將各子站監測數據通過數據采集儀實時上傳，按照《GB 3095-2012環境空氣質量標準》和《HJ 663-2013環境空氣質量評價技術規范(試行)》中二級標準的要求，整理統計得到2015—2019年環境空氣質量年均值。

1.4 社會經濟發展數據

選取社會經濟發展數據中的全市地區生產總值(GDP)，第一、二、三產業增加值，全年全社會建筑業增加值，房屋施工面積，全市機動車保有量等(數據來源于2015—2019年攀枝花市統計局發布的各年度攀枝花市國民經濟和社會發展公報)。

2 研究方法和步驟

2.1 采用SPSS軟件中Spearman秩相關系數法

Spearman秩相關系數是一個非參數性質(與分布無關)的秩統計參數，由Spearman在1904年提出，用來度量兩個變量之間聯系的強弱(Lehmann and D’Abrera 1998)。Spearman秩相關系數可以用于R檢驗，同樣可以在數據的分布使Pearson線性相關系數不能用來描述或是用來描述導致錯誤的結論時，作為變量之間單調聯系強弱的度量。在統計學中，Spearman秩相關系數或稱為Spearman的ρ，是由Charles Spearman命名的。

Spearman 秩相關系數法：在給出的時間周期Yj……Yn，有和其對應的數值X(即年均值Xj……Xn)，將X從大到小進行順序排列。Spearman秩相關系數法計算式如下：

式中：ρ—Spearman 秩相關系數；n—時間周期的數量，n≥5；Yj—周期j按時間排序的序號，1≤Yj≤n；Xj—周期j內年均值按數值升序排序的序號，1≤Xj≤n。

2.2 分析步驟

一是采用SPSS軟件中Spearman秩相關系數法[4]找到六項環境空氣質量監測數據年均值與社會經濟發展數據中全市地區生產總值(GDP)、第二產業增加值、全年全社會建筑業增加值、房屋施工面積、全市機動車保有量等數據的相關性進行分析；二是根據相關性較強的項目進行分析解釋；三是評價攀枝花市社會經濟發展對全市環境空氣質量的影響。

3 環境監測數據及經濟相關數據

3.1 環境空氣質量

表3數據中2015—2019年攀枝花市顆粒物(PM10)和一氧化碳(CO)變化幅度較小；二氧化硫(SO2)具有一定的波動性，但2019年與2015年濃度變化較小；二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)有逐年升高的情況出現，為攀枝花環境空氣質量變化的主要特征因子。

表3 攀枝花市2015—2019年環境空氣質量年均值 (μg/m3)

其中二氧化硫和一氧化碳的主要來源為石油加工與煉焦、鋼鐵、化工等行業為代表的第二產業；二氧化氮、顆粒物和細顆粒物除了來源于第二產業之外，還與第一產業農業生產中生物質燃燒(秸稈焚燒)有關，與機動車、汽修、餐飲和建筑等行業相關。目前有研究把臭氧作為大氣中通過光化學反應生成的二次污染物，發現前體物氮氧化物、一氧化碳及揮發性有機物等污染物對臭氧的生成具有不同的作用[5]，臭氧污染除了受前體物的影響，氣象要素、天氣系統對其也有重要影響[6]。

3.2 污染源排放在線監測數據

表4 攀枝花市2015—2019年污染物排放在線監測數據 (t)

3.3 經濟及相關數據

表5 攀枝花市2015—2019年經濟和相關產業情況

4 分析結果

4.1 Spearman秩相關系數分析結果

用攀枝花市2015—2019年環境空氣質量數據與經濟和相關產業情況的數據進行Spearman秩相關系數分析后，二氧化氮、臭氧和細顆粒物與經濟發展具有相關性，其余三項污染物與經濟發展相關性較小。

從表6中可得如下結果：二氧化氮與第一產業增加值、機動車保有量和全社會建筑業增加值相關性檢測極顯著，與第三產業增加值相關性檢測較顯著；臭氧與第一產業增加值、機動車保有量和全社會建筑業增加值相關性檢測較顯著；細顆粒物與第一產業增加值、機動車保有量和全社會建筑業增加值相關性檢測極顯著。

表6 Spearman秩相關系數分析結果

4.2 第一產業增加值對主要污染物的影響

如圖1所示，二氧化氮和細顆粒物年均值濃度逐年上升；臭氧濃度2016年略微降低，2017—2019年逐年升高，且2018年上升幅度最大；第一產業增加值逐年升高，2019年上升幅度最大，同比上升131%。

圖1 攀枝花2015—2019年第一產業增加值和NO2、PM2.5、O3年均值濃度變化趨勢

攀枝花市農業源主要來自農業氮肥施用、畜禽養殖和秸稈焚燒三個方面。近年來，隨著攀枝花市加快推進精品特色農業發展，產業結構不斷優化，大力培育發展新型農業經營主體，培育和打造了一批品牌農產品，極大地提升了農產品附加值，推動了農業人口脫貧和增收致富，極大地提高了農業人口對農業發展的積極性。然而第一產業的發展也同樣帶來了環境問題，農民的觀念問題一直是秸稈焚燒屢禁不止的重要原因，認為秸稈焚燒后會給土壤增加草木灰類肥料，除了焚燒沒有其他的作用，農業的發展勢必會給環境帶來影響。除此之外在冬春季節攀西地區森林防火需要進行計劃燒除，在人為控制下有計劃、有目的地在一定生態條件下用低強度的火燒除天然可燃物，為防火、育林、放牧或減少森林病蟲害等目標，在全市范圍內的山上對一些雜草、灌木等計劃燒除森林防火帶，這一任務是攀枝花市每年森林防火滅火工作的重要組成部分，雖然在燃燒的過程中會產生二氧化氮、一氧化碳、顆粒物和細顆粒物，會使大氣中的有害氣體增加，破壞大氣結構，導致溫室效應加劇，嚴重影響人們的身體健康，但為了人民群眾的生命財產安全必須開展。從2019年數據可看出，第一產業的快速增長對環境的影響有限，第一產業增加值成倍增長的情況下沒有造成環境空氣量相關因子等比例上升，故應鼓勵和推動第一產業發展，并與第三產業融合發展，為社會經濟發展提供新動能。

4.3 第二產業增加值對污染物的影響

Spearman秩相關系數分析結果顯示，第二產業增加值的變化對六項污染物的變化不具備相關性；攀枝花市第二產業增加值緩慢增長，在2018年第二產業增加值略微下降，2019年第二產業增加值明顯下降。由圖2可看出：由攀枝花市生態環境局信息中心提供的納入監測的主要企業(以攀鋼集團為主)的在線監測數據，2018年4月由原來的30家企業新增到40家企業，煙塵和二氧化硫均為先升高再降低，其中煙塵從2015年的1073.6t上升到2017年的2591.9t，之后兩年逐年遞減至2019年1971.2t；二氧化硫從2015年的5214.6t上升到最大值為2016年的6730t，然后降至2019年的5310.6t；氮氧化物呈逐年升高的態勢，從2015年的4182.1t上升到2019年的9010.6t。

圖2 攀枝花市2015—2019年污染源在線監測數據和第二產業增加值變化圖

2016年12月2日，中央電視臺報道了3號、4號焦爐陣發性煙塵散排問題后，攀鋼立即成立3號、4號焦爐環保問題調查和整改攻關組，形成專項工作方案，進行系統整治。針對3號、4號焦爐出現的煙氣局部散排、環保指標不能持續穩定達標等問題，攀鋼從工藝技術攻關、焦爐修補技術攻關、管理措施加強等方面著手，打出系統治理的“組合拳”，特別是省、市環保督察工作開展以來，攀鋼更是加大了對3號、4號焦爐的整改力度。得益于近年來企業對社會責任的擔當以及社會各方力量的監督，企業生產不斷轉型升級，增加污染防治措施，尤其是攀鋼集團不斷升級改造脫硫和除塵設備，二氧化硫和煙塵兩項指標都得到了有效控制，使得第二產業經濟發展的同時對環境空氣質量的變化產生較小影響。

工業源排放的氮氧化物濃度逐年增加，2019年的排放量是2015年的2倍多，但環境空氣中二氧化氮的濃度并沒有成倍增長，僅由2015年的29μg/m3上升至2019年的36μg/m3。

第二產業增加值占攀枝花市GDP的比重較大，對全市經濟增長有主導作用，城市工業化水平較高，居四川省前列。攀枝花市產業結構調整正處于第二產業向第三產業過渡階段，產業轉型升級明顯，工業逐步由鋼鐵為主轉向釩鈦和鋼鐵齊頭并進，由原來的初級鋼材向精加工轉變。第二產業發展在兼顧環境保護的前提下，得到了優化發展，讓鋼鐵行業對環境造成的影響降低到較小程度。

4.4 全社會建筑業增加值對污染物的影響

自2016年攀枝花市開啟棚戶區改造工作以來，攀枝花市房地產行業蓬勃發展，如表7所示：全社會建筑業增加值不斷增長，尤其是2019年增加幅度最大，達到63.3%。

表7 攀枝花市2015—219年全社會建筑業相關情況

棚戶區改造項目助推房價上漲以及攀枝花市新區建設的推進，使房屋施工面積整體呈上升趨勢，2017年房屋銷售面積達到175.58萬m2，近兩年年銷售面積也維持在150萬m2以上。在棚戶區改造初期，攀枝花市房地產行業經歷了去庫存后，房價上漲后極大刺激了房地產發展，大量新樓盤小區及相關配套設施開工建設，加上近年來，攀枝花市市區范圍內開工銀江水電站、金沙水電站等重大建設項目，全社會建筑業增加值不斷上升同時，對攀枝花市的環境空氣質量造成了一定的影響。

全年全社會建筑業增加值與二氧化氮和細顆粒物相關性檢測極顯著，與臭氧相關性較顯著，這是由于氮氧化物和揮發性有機物等為臭氧反應生成的前體物，二氧化氮和細顆粒物的濃度對臭氧的濃度有著直接影響。由圖3可看出：全社會建筑業增加值不斷增長，尤其是2019年增加幅度最大，達到63.3%；二氧化氮和細顆粒年均濃度呈逐年上升的趨勢，臭氧年均濃度2016年有所下降后逐年上升。

圖3 攀枝花市2015—2019年全社會建筑業增加值和相關污染物變化圖

4.5 全市機動車保有量對污染物的影響

由表8可看出，機動車保有量逐年增長，2019年相比2015年增長25.1%；汽車的保有量也逐年增長，2019年相比2015年增長41.2%，汽車數量的增長在機動車保有量增長中作出主要貢獻，隨著人民生活的不斷改善，私家車數量不斷增長；柴油車的數量2016和2018年有所下降，在2017年和2019年為上升，其中2019年上升的幅度最大，同比上升16.1%，與2015年相比上升1.1%，柴油車的數量整體較2015年有所上升。2013年攀枝花市出臺了《攀枝花市人民政府關于加快推進機動車污染防治工作的實施意見》之后，對超標車輛進行嚴格管控，規定對超標機動車強制檢測維修和淘汰報廢等制度，嚴厲打擊超標排放機動車。其中超標排放的機動車中大多數為柴油車，因此柴油車有下降的情況出現，但2017年和2019年分別為棚戶區改造中期和市內重大項目工程的開工之年，大型工程車輛多以柴油為燃料，故柴油車數量在這兩個年份有所上升，且上升速度較快。

表8 攀枝花市2015—2019年機動車保有量情況 (萬輛)

全市機動車保有量與二氧化氮和細顆粒物相關性檢測極顯著，與臭氧相關性較顯著。機動車保有量逐年上升，二氧化氮和細顆粒物年均值濃度逐年上升，臭氧年均值濃度2016年下降后逐年上升。

圖4 攀枝花市2015—2019年機動車保有量和有關污染物濃度變化圖

5 結論及建議

首先，攀枝花市環境空氣質量受社會經濟發展影響最大的三個因子是：二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)；其中全社會建筑業增加值和機動車保有量對二氧化氮和細顆粒物的影響尤其明顯，具有極顯著的相關性，城市不斷擴張，房地產項目的興起、汽車保有量不斷增長以及重大建設項目的開建對環境空氣質量影響顯著。隨著人民生活質量的不斷改善，私家車數量不斷增長以及在項目建設中需使用大量工程車輛，且多為柴油車；車輛產生的廢氣，其中所含有的固體懸浮微粒、一氧化碳、氮氧化合物、揮發性有機物等上百種不同的化合物，攀枝花市擁有的機動車數量相比其他城市不多，但城區的街道車輛密度大，且車輛排放源多處于近地面，在大氣擴散條件不好的情況下，尾氣的排放直接循環流動于整個城市空間，尤其是大型工程車輛的尾氣排放對攀枝花市環境空氣質量中的二氧化氮、臭氧和細顆粒物的升高起到關鍵性的作用。應注重監管建筑業項目工程，對大型工程車輛等機動車進行管控，嚴格執行老舊機動車強制報廢制度，同時控制城市機動車增長速度。

其次，攀枝花市以礦業和鋼鐵為支柱產業，是典型的工業城市，第二產業仍是攀枝花市GDP的主要增長動力，隨著供給側結構性改革的不斷推進，由傳統的粗放式生產的產品轉變為精深加工的高品質產品，企業在提高生產和產品附加值的同時在環保領域的投入也在不斷加大，“十三五”期間新增和改造升級的脫硫、除塵設施對攀枝花市環境空氣質量的改善做出了極大貢獻，污染源的減排控制有效地減小了各項監測指標急劇上升的可能，隨著攀枝花市經濟和科學技術的發展，促進工業工藝和生產水平不斷升級換代，環境污染治理水平不斷提高，環境空氣質量有所改善，但部分指標緩慢上升，臭氧污染甚至有更加嚴重的傾向。應該持續增加環境保護投入，加大宣傳力度，新增脫硝設施，改變粗放型經營模式，發展循環經濟，切實改善環境空氣質量，打贏藍天保衛戰。

最后，第一產業和第三產業增加值的上升，對攀枝花市環境空氣質量有一定影響。發展第一產業的同時，農作物秸稈綜合利用工作事關生態文明建設大局，因此，可以積極推進農作物秸稈肥料化、飼料化、基料化、原料化、能源化利用，大幅度提高秸稈資源的產業附加值；第三產業增加值的上升主要體現在人民生活水平的日益提高，服務業的豐富并日益繁榮，讓攀枝花市范圍內的市民跨區域消費成為了可能，人員的流動勢必帶來機動車的使用，對環境造成的影響是不可忽視的，應當加快統籌城市交通管理，優化城市功能和布局規劃，大力發展城市公交系統，城市交通發展實施公交優先戰略。推廣城市智能交通管理和節能駕駛技術，鼓勵選用節能環保車型，推廣使用天然氣汽車和新能源汽車，并逐步完善相關基礎配套設施。積極推廣電動公交車和出租車。通過實施中心城區內外停車場差別化收費，適當降低公共交通乘車收費標準，采取措施促進降低機動車使用強度。

綜上所述，2015—2019年攀枝花市經濟發展整體向好，不斷優化了產業結構，著力推進供給側結構性改革。攀枝花市以工業為根本，不斷發展的同時注重工業污染治理，為第一產業和第三產業的發展預留了空間。但建筑業繁榮和機動車數量的增長擠占了很大一部分環境容量，需要進一步加強治理。值得關注的是第一、三產業的發展對環境空氣質量雖然有所影響，但是影響較小，具有較大空間，因此需進一步加大產業結構調整力度，深挖潛力，促進第一、三產業快速發展，作好釩鈦、陽光兩篇文章，把資源優勢充分轉化為產業優勢和經濟優勢，實現高質量發展目標。