“十四五”期間武漢市進一步改善空氣質量的思考

劉 浩，黃 宇，周君蕊，邱培培，段元秀

(武漢市生態環境科技中心，湖北 武漢 430015)

1 “十三五”期間武漢市環境空氣質量變化情況

武漢市委、市政府高度重視改善空氣質量工作，把打贏藍天保衛戰作為污染防治攻堅戰的重中之重予以推進。“十三五”期間編制并實施《武漢市“十三五”擁抱藍天專項規劃》(武政辦〔2017〕20號)，通過系統推進“一升級、二優化、三提升、四壓減、五強化”的工作任務，大氣污染治理取得階段性成效，全面完成“十三五”目標[1]。

1.1 空氣質量優良天數與重度污染天數變化情況

(1)優良天數變化情況。2016～2020年，武漢市空氣質量優良天數分別為237、255、249、245、309 d，優良天數增加72 d；優良率分別為64.8%、70.4%、70.1%、67.1%、84.4%，優良率提高19.6%，完成“十三五”規劃目標(2020年空氣質量優良率達到71%〈力爭達到80%〉)。

(2)重度及以上污染天數變化情況。2016～2020年，武漢市重度污染天數分別為6、6、4、2、2 d，重度污染天氣減少4 d，沒有出現嚴重污染天氣，且自2016年起消除了內生型重污染天氣[2]。2016～2020年空氣質量優良天數情況見圖1。

圖1 2016～2020年武漢市空氣質量優良天數情況

1.2 空氣污染物6項指標濃度與超標天數變化情況

2016～2020年，PM10與PM2.5年均濃度和超標天數均呈逐年下降趨勢，完成“十三五”規劃目標(2020年PM2.5濃度降至49 μg/m3〈力爭達到42 μg/m3〉，PM10濃度降至73 μg/m3〈力爭達到63 μg/m3〉)。其中PM10年均濃度從92 μg/m3下降至58 μg/m3，下降37.0%，超標天數從49 d減少至3 d，下降93.9%；PM2.5年均濃度從57 μg/m3下降至37 μg/m3，下降35.1%，超標天數從91 d減少至28 d，下降69.2%；NO2年均濃度整體呈波動下降態勢，2020年NO2年均濃度降至36 μg/m3，首次達到國家二級標準；除2020年外，O3年均濃度和超標天數呈波動上升趨勢，自2018年起O3逐步取代PM2.5成為武漢首要污染物；SO2和CO未出現超標情況。“十三五”期間武漢市環境空氣質量整體改善顯著[3]。武漢市空氣污染物6項指標年均濃度與超標天數變化情況見表1。

表1 武漢市空氣污染物6項指標年均濃度與超標天數變化情況

1.3 空氣質量綜合指數排名情況

在全省17個城市綜合指數排名中，武漢市整體排名靠后，“十三五”期間有所提升；與全國19個副省級及以上城市和168個主要城市相比，空氣質量綜合指數排名總體處于中下游水平，除2019年外，“十三五”期間綜合指數排名逐年提升。武漢市空氣質量綜合指數排名情況見表2。

表2 武漢市空氣質量綜合指數排名情況

2 “十四五”大氣污染防治面臨的形勢與挑戰

武漢市雖全面完成“十三五”空氣質量改善目標，但仍不能放松空氣污染的防控力度。2020年全市空氣質量改善取得的成績一方面是大氣污染防控工作的體現；另一方面也是受有利氣象條件等客觀因素影響。而有利氣象條件帶來的空氣質量改善成效不可持續，“十四五”空氣質量改善面臨的形勢不容樂觀。

2.1 空氣質量改善成效還不穩定，邊際效應降低

“十三五”期間武漢市大氣污染治理取得階段性成效，環境空氣質量整體延續逐步改善勢頭，但幅度明顯減小(2020年除外)，改善成效還不穩定，綜合指數排名不高。2016年PM2.5年均濃度同比下降19.4%，但到2019年僅同比下降2.2%；2018～2019年，臭氧濃度和超標天數出現大幅反彈，優良率分別同比下降0.3%和3%。2020年該市空氣質量改善取得的成績很大程度上有利氣象條件等客觀因素影響但不可持續，低濃度水平下要進一步改善空氣質量的邊際效應會越來越小，需要付出更多的努力。

2.2 地形和氣象條件不佳，易發輸入型重污染天氣

從市地形方面來看，武漢市三面環山、北有缺口，向南敞開，地勢剖面呈盆狀，容易形成氣流停滯區。從氣象條件看，全年靜風頻率高，約占14.1%，2013～2019年，秋冬季風速小于2.5 m/s的情況超過65%，年相對濕度大于60%的情況超過75%(圖2)；秋季的主導風向為NNE(北北東)，冬季主導風向為NE(東北)[4]，而秋冬季東北風方向正是我國重污染多發區域；秋冬季節易處于弱氣壓場控制，污染物和水汽容易聚集，靜穩天氣頻繁出現，靜弱風無法使氣流橫向擴散，導致污染累積(圖3)，環境空氣容量被進一步壓縮，當遇上來自東北方向的傳輸污染和本地污染相疊加，極易發生重度污染天氣。

圖2 武漢市歷年相對濕度情況

圖3 武漢市歷年風速情況

2.3 主導上風向區域大氣污染排放量大，對空氣質量持續改善影響明顯

從武漢市本地排放看，武漢市電力、鋼鐵、焦化、石化、水泥等大氣污染排放重點行業企業集中布局在城市東北主導上風向區域[5](主要是青山區、新洲區)，這些產業也集中了全市80%以上的煤炭消耗(2020年武漢市煤炭消耗量約為2400萬t，明顯高于北京150萬t、廣州1500萬t、濟南1700萬t、鄭州2000萬t)，其大氣污染物排放占全市工業排放比例達到80%以上。集中排放的二氧化硫、氮氧化物及揮發性有機物等一次污染物，在同一區域內極易發生二次反應，一旦遇到不利氣象條件就會形成PM2.5及O3污染。主導上風向區域重點行業企業的大氣污染排放對全市空氣質量形成持續性、大范圍影響，給全市空氣質量持續改善帶來巨大壓力。

2.4 移動源污染占比逐年增大，運輸結構調整難度大

運輸結構方面，近年來全市貨物運輸總量持續增加，年增長率約10%，公路運輸占比在61%左右，鐵路、水路等低排放的運輸方式分擔率還不足，玻璃、水泥、整車制造、食品生產等運輸量大的企業均分布于各區域中心，公轉鐵、公轉水等措施難以實施，區域內公路貨運多以高污染的重型柴油車為主，不足8%的柴油車貢獻了80%以上的機動車氮氧化物排放[6]。新能源車占比低，新能源車占機動車保有量的比例僅為2%，特別是公共交通領域，公交車中電動化占比僅37%，巡游出租車中電動化占比僅6.5%，另外在環衛、郵政配送等領域車輛新能源車比例也較低。機動車保有量方面，目前武漢市機動車保有量已突破400萬輛，且仍然保持較快增長速度。此外，“十四五”期間，武漢市將全力打造國家商貿物流中心[7]，交通運輸結構在一段時間內難以改變，氮氧化物排放高仍是當前及今后一段時期的主要特征。

2.5 復合型污染問題突出，多污染物協同控制難度較大

“十三五”期間空氣復合型污染凸顯，并呈現出由顆粒物污染逐漸向氣態污染物轉變[8]。一是PM2.5超標情況仍十分突出,在大面積停工停產的背景下，2020年PM2.5年均濃度仍超過國家二級標準2μg/m3，秋冬季輸入性的顆粒物重污染依然存在；二是O3污染問題日益突出[9]，與2015年相比，2019年O3濃度上升17%，O3超標天數從29 d上升至61 d，首次超過PM2.5超標天數，成為影響優良天數比例的第一因素；三是氮氧化物污染不容忽視，NO2污染程度對比國內其他城市相對較重，特別是在夜間上升非常明顯，冬春季靜穩天氣時尤為嚴重，可達到白天污染程度的2～3倍，2019年NO2平均濃度在全國168個重點城市中(從好到差)排第157位。武漢市空氣質量管理進入PM2.5、O3和NO2協同控制的“深水區”，至今尚沒有明確的臭氧污染控制的有效路徑，臭氧生成機理和傳輸特征還需深入研究和完善，但隨著治理工作縱深推進，大氣污染治理的邊際效益遞減，各領域減排的難度不斷增大，空氣質量持續改善面臨巨大挑戰。

2.6 復工復產勢頭強勁，減排壓力大

“十四五”時期面臨著補短板及推動鋼鐵、石化、汽車等傳統產業發展助推經濟復蘇的嚴峻形勢。部分工業企業在停工期間遭受重創，復工復產后又面臨訂單不足的局面，減排項目主體在后續推進污染深度治理的過程中面臨較大資金壓力，減排項目建設易受影響。同時，受疫情影響，市民出行方式發生一定程度轉變，私家車出行量有所提升，也將帶來機動車排放的快速增加。

3 “十四五”期間大氣污染防治工作建議

3.1 做好統籌謀劃工作

以習近平生態文明思想為指導，面向美麗中國建設目標，以持續改善大氣環境質量為核心，突出“精準治污、科學治污、依法治污”，實施“三大結構調整”(能源、產業、交通)，落實“三項協同”(PM2.5與O3污染治理、長效減排與應急減排、空氣質量改善與氣候變化應對)，推進“兩個現代化”(大氣環境治理體系和治理能力現代化)，助推武漢市環境與經濟協調發展，為打造5個中心、建設現代化大武漢提供良好的環境空氣質量保障。

3.2 實施“三大結構”優化調整

(1)促進能源結構調整。嚴格控制發電用煤，逐年增加“外電入漢”比例，提高天然氣等清潔能源供應占比；禁止新建燃煤設施，改燃或淘汰35蒸t以下燃煤鍋；削減非電行業用煤，爐降低鋼鐵行業焦鐵比，水泥熟料生產企業可比水泥綜合能耗達到先進值(0.088 t標煤/t水泥)，“十四五”期間進一步壓減煤炭消費總量，除鋼鐵、電力、石化行業及水泥熟料企業以外，其他行業用煤單位全部清零。

(2)促進產業結構優化。嚴禁鋼鐵、焦化、鑄造、水泥和平板玻璃等“兩高”行業新增產能；嚴格落實新增大氣污染物等(倍)量替代政策，控制污染物排放新增量；開展工業園區和產業集群綜合整治，完成省下達的沿江化工企業關停、改造、搬遷或者轉產任務；通過鋼鐵、水泥行業超低排放改造、垃圾焚燒發電企業脫硝提標改造、工業爐窯綜合治理、燃氣鍋爐低氮燃燒改造、VOCs污染治理等專項治理工作，提升重點行業清潔生產水平，倒逼產業結構升級。

(3)優化交通運輸結構。提升鐵路、水路運輸占比，推進大宗貨物“散改集”、集裝箱鐵水聯運；加強新車源頭排放管控，按國家要求實施國六b排放標準；加大新能源城市配送車輛推廣應用力度，全市新增出租車、通勤車、郵政快遞車、輕型物流配送車、園林作業車、環衛車、渣土車等總質量8 t(含)以內的全部使用新能源汽車，加快實施現有3000余輛柴油公交車的新能源化；全面淘汰國三排放標準的柴油貨車和燃氣貨車，制定全市三環線(含)內區域國三柴油貨車及超標排放禁限行交通管制措施；強化非道路移動機械監管，禁止使用超標排放的非道路移動機械，鼓勵使用國三或新能源非道路移動機械；推動內河船舶污染治理，提高靠港船舶岸電使用率，基本淘汰使用20年以上的內河航運船舶，依法強制報廢超過使用年限的航運船舶。

3.3 落實“三項協同”治理

(1)PM2.5與O3污染協同治理。PM2.5與O3生成有著共同的前提物NOX和VOCs[10,11]，“十四五”期間大氣污染物削減以VOCs和NOx為重點。其中NOx控制措施包括工業源和移動源兩方面，工業源減排措施包括持續推進鋼鐵行業超低排放改造、水泥行業提標改造、垃圾焚燒發電企業煙氣脫硝提標改造、工業爐窯綜合治理、燃氣鍋爐低氮燃燒改造等，移動源減排措施包括高排放老舊車輛和船舶淘汰以及新能源車輛推廣等；VOCs深度治理措施包括揮發性有機物“一企一策”“一園一策”治理、儲罐揮發性有機物排放治理、低揮發性有機物原輔材料替代、開展揮發性有機物治理幫扶執法行動等專項治理工作。

(2)長效減排與應急減排協同。加強空氣質量和氣象條件會商，及時做好空氣質量預測預報工作。進一步完善重污染天氣應急減排項目清單，細化“一廠一策”應急減排實施方案，建立用車大戶重污染天氣錯峰運輸方案，積極做好重污染天氣應對工作；同時持續開展重點行業績效提級工作，以“績效分級、差異管控”為抓手，創建一批A級企業、績效引領性企業，從而鼓勵先進鞭策后進，不斷提高企業環境管理水平，實現污染減排和高質量發展雙贏。

(3)空氣質量改善與氣候變化應對協同。溫室氣體和污染物排放的同根同源性[12]，均主要來自煤炭、石油、天然氣等化石能源的燃燒，碳減排和大氣治污的末端治理手段有別，但源頭治理高度一致、協同性很強。要通過結構調整、技術進步、資源利用等手段推進產業、建筑、交通等領域節能提效，并以提高終端能源電力消費比例、減少一次能源中煤炭消費、發展可再生能源和儲能技術等措施為重點大力推進能源領域清潔化、低碳化發展，助力實現“雙碳”目標和打贏藍天保衛戰[13]。

3.4 推進“兩個現代化”

“十四五”期間要進一步推動大氣環境治理體系和治理能力現代化，落實街道(鄉鎮)網格化管理，完善以街道(鄉鎮)為單元的“一點一策”大氣污染防治網格化管理機制，探索建立分時、分級、分區的污染天氣應對機制；擴大工業源自動監控范圍，重點排污單位依法安裝大氣污染物自動監測設備并與國家聯網；加強監測監管能力建設，充分利用衛星遙感、無人機、走航監測等手段，進一步完善重點地區、工業園區、重點企業及交通干道的污染物網格化監測監控系統建設，推動污染源監控與環境質量變化溯源深度融合；組織國內高水平專家團隊開展以細顆粒物和臭氧為主的大氣污染協同防控“一市一策”駐市跟蹤幫扶研究，構建“邊幫扶、邊研究、邊產出、邊應用、邊反饋、邊完善”工作模式，將駐點跟蹤幫扶研究成果及時應用于大氣污染治理，為精準治理提供技術支撐。