何 勇，吳亞坤，陳昌鳴，劉錦秀，張靜舒

(重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074)

大氣污染是目前全球最為關(guān)注的熱點(diǎn)環(huán)境問題之一，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國城市化、工業(yè)化進(jìn)程加快，城市環(huán)境問題日益突出。公眾在對更好的物質(zhì)生活積極追求的同時，對城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)注度也日益增強(qiáng)。

重慶市地處我國西南地區(qū)，是全國著名的6大老工業(yè)基地之一，長期以來城市大氣環(huán)境質(zhì)量污染較重。2001年以來，重慶市主城區(qū)開展了“清潔能源工程”“五管齊下”“藍(lán)天行動”等一系列旨在改善城市空氣質(zhì)量的專項(xiàng)行動，城市空氣質(zhì)量也得到了明顯的改善，2010年重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)達(dá)到311 d，較2001年提高104 d。近年來，針對重慶市大氣環(huán)境污染及防治對策研究較多，主要集中在對其單因子污染物［1-2］、成因及影響因素［3-5］、空間分布［6-7］等方面研究，而對于長時期的空氣污染變化規(guī)律缺乏相關(guān)研究。唐燕秋，等［8］針對重慶市主城區(qū)2001—2003年的空氣污染指數(shù)進(jìn)行了研究，分析了空氣污染原因，提出了空氣污染控制重點(diǎn)月份，但由于時間距今較長、社會的快速發(fā)展以及公眾工作生活方式變化較大等，提出的對策措施對現(xiàn)今空氣污染的改善可借鑒性不足。考慮到重慶市主城區(qū)特殊的地理、氣候條件，以及空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)提升的邊際效應(yīng)制約等因素，有必要對重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量進(jìn)行長時段、系統(tǒng)的分析，研究空氣污染變化規(guī)律以及制約因素，提出未來重慶市主城區(qū)空氣污染防治和改善應(yīng)注重的方面，為制定并實(shí)施科學(xué)、合理的大氣環(huán)境質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)及防治措施提供參考依據(jù)。

1 空氣污染指數(shù)

空氣污染指數(shù)(簡稱API)，是一種反映和評價空氣質(zhì)量的方法，是將常規(guī)監(jiān)測的二氧化硫(SO2)、可吸入顆粒物(PM10)以及氮氧化物(NOX)等3種污染物濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式、并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度，其結(jié)果簡明直觀，易被公眾理解，使用方便，適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。

目前我國將空氣污染指數(shù)對應(yīng)的空氣質(zhì)量分為5個類別，其中III類和IV類空氣質(zhì)量又分別劃分為2個小類(表1)。

表1 空氣污染指數(shù)與空氣質(zhì)量狀況分級對照Table 1 The classification comparison for API and air quality

2 空氣污染狀況年際變化

2001—2010年間，重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)(API≤100)逐年上升，由2001年的207 d上升到2010年的311 d。從年際變化看，I、II級空氣質(zhì)量天數(shù)持續(xù)上升，偶有波動，2003年I級空氣質(zhì)量5 d，較2002年(10 d)有下降，2007年II級空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)(242 d)較2006年(252 d)有所下降?？諝赓|(zhì)量低于II級的天數(shù)，尤其是IV、V級空氣質(zhì)量天數(shù)持續(xù)下降，近10年內(nèi)呈現(xiàn)IV級空氣質(zhì)量的天數(shù)共有8 d，其中有6 d均出現(xiàn)在2005年以前，近3 a，主城區(qū)均未出現(xiàn)IV、V級空氣質(zhì)量。

從API年均值和首要污染物來看，重慶市主城區(qū)年均值呈現(xiàn)逐年降低趨勢，空氣中首要污染物仍以PM10為主，以SO2為輔。近10年來，共出現(xiàn)II級及以下空氣質(zhì)量的天數(shù)3 365 d，監(jiān)測出首要污染物均為PM10或SO2，其中PM10出現(xiàn)頻率接近90%，而SO2作為首要污染物出現(xiàn)的頻次呈現(xiàn)逐年降低趨勢，2010年全年空氣質(zhì)量首要污染物均為PM10(圖1～圖2)。

圖1 近10a重慶市主城區(qū)不同級別空氣質(zhì)量天數(shù)變化趨勢Fig.1 The air quality days change trend of different rank in Chongqing Downtown Area in the last ten years

圖2 近10a重慶市主城區(qū)首要污染物出現(xiàn)頻次年份變化情況Fig.2 The occurrence frequency annual change of primary pollution in Chongqing Downtown Area in the last ten years

近10a重慶市主城區(qū)API數(shù)變化情況可以看出，重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量總體情況在持續(xù)變好，說明重慶市實(shí)施的一系列針對大氣污染的治理措施已經(jīng)發(fā)揮了相應(yīng)功效。但隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，舊城改造和新城開發(fā)強(qiáng)度、力度日益加大，城市建筑施工工地在不斷增多，城市車輛急劇增多等原因，造成PM10對城市空氣質(zhì)量的影響日益嚴(yán)重，這是阻礙空氣質(zhì)量改善的首要因子。

3 空氣污染狀況月際變化

近10 a重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)月際變化來看(圖3)，12個月份的空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)呈現(xiàn)兩頭低、中間高的形態(tài)，空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)出現(xiàn)頻次最大的月份是8月，共有297 d，占8月份天數(shù)的95.8%，其次是7月(295 d)。空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)出現(xiàn)頻次最小的月份是12月，僅有153天次，占12月份天數(shù)的49.4%，其次是11月(164 d);12個月份間API月均值呈現(xiàn)中間低、兩端高的形態(tài)(圖4)，最小值出現(xiàn)在8月，為70.1，其次是7月(71.6)。最大值出現(xiàn)在1月，為104.4，其次是12月(103.4);從首要污染物出現(xiàn)頻次看，12個月份均以PM10為主，SO2作為首要污染物主要出現(xiàn)在1、2、3月份，在5、6月份出現(xiàn)頻次最少。

圖3 近10a重慶市主城區(qū)空氣優(yōu)良天數(shù)及API月均值月際變化Fig.3 The monthly change of good air quality days and API monthly means in Chongqing Downtown Area in the last ten years

圖4 近10a重慶市主城區(qū)API月均值變化Fig.4 The change of API monthly means in Chongqing Downtown Area in the last ten years

由近10年重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)、API月均值以及首要污染物變化來看，空氣污染較為嚴(yán)重的時期集中分布在1、11和12月份。這主要是由于重慶市主城區(qū)特殊的山地地形不利于空氣流動，同時由于冬季主城區(qū)空氣濕度大，不利于污染物擴(kuò)散導(dǎo)致。另外，秋冬季節(jié)也是城市部分區(qū)域燃煤高峰時期，空氣中SO2和灰塵量較大，導(dǎo)致SO2常作為首要污染物影響環(huán)境空氣質(zhì)量。從近10 a空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)月際變化判斷，重慶市主城區(qū)空氣污染重點(diǎn)月份應(yīng)當(dāng)是 1、2、3、4、11、12 月份，這幾個月份的空氣污染天數(shù)(API＞100)共有741 d，占近10 a空氣污染總天數(shù)的74.8%，從首要污染物出現(xiàn)頻次判斷，全年P(guān)M10仍是污染控制的重點(diǎn)，而SO2污染控制的重點(diǎn)月份應(yīng)當(dāng)是 1、2、3、7、8、10、11 月份。

統(tǒng)計(jì)近5 a(2006—2010年)重慶市主城區(qū)API變化情況，優(yōu)良天數(shù)出現(xiàn)頻次最大的月份是7、8月，各有154 d，優(yōu)良天數(shù)出現(xiàn)頻次最小的是12月，僅有63 d，其次是11月和1月。SO2作為首要污染物出現(xiàn)頻次最大的是8月，出現(xiàn)頻次最小的是6月。從近5 a空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)判斷，重慶市主城區(qū)空氣污染重點(diǎn)月份應(yīng)當(dāng)是 1、2、3、11、12月份，這5個月的空氣污染天數(shù)共有283 d，占近5 a空氣污染總天數(shù)的83.7%，而SO2污染控制的重點(diǎn)月份應(yīng)當(dāng)是1、4、7、8、11月份，這5個月SO2作為空氣污染首要污染物出現(xiàn)的頻次占出現(xiàn)總頻次的65.5%。

對于近10 a、5 a空氣污染重點(diǎn)月份以及SO2重點(diǎn)控制月份分析結(jié)果顯示稍有差別，是因?yàn)楹? a重慶市主城區(qū)對于部分重點(diǎn)月份的控制措施有力，而部分月份又出現(xiàn)了反彈，如SO2重點(diǎn)控制月份近5 a分析結(jié)果新增了4、7、8月份，主要是由于這段時間屬于夏季用電高峰期，燃煤電廠SO2排放量大導(dǎo)致的。對于未來重慶市主城區(qū)空氣污染以及SO2控制的重點(diǎn)應(yīng)以后5 a的分析結(jié)果為主，同時兼顧對于近10 a的空氣污染重點(diǎn)月份以及SO2控制重點(diǎn)月份的控制，防止其反彈。因此，重慶市主城區(qū)空氣污染控制的重點(diǎn)時段應(yīng)該以秋冬季節(jié)為主，重點(diǎn)控制月份是1、2、3、11、12 月份。對于首要污染物控制以 PM10為主，對于 SO2的控制重點(diǎn)以1、4、7、8、11 月份為主。

4 臨界優(yōu)良和易反彈天數(shù)

當(dāng)API介于91～100范圍時，空氣質(zhì)量雖好于II級，但屬于容易反彈的天數(shù)，API在101～120范圍時，空氣質(zhì)量屬于III級，但在氣象條件適宜的情況下，通過加強(qiáng)污染控制和加大監(jiān)管力度等措施，是能夠改善到滿足Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)［8］。前者可以簡稱為易反彈天數(shù)，后者接近于優(yōu)良天數(shù)，可稱之為臨界優(yōu)良天數(shù)。

表2 近10 a重慶市主城區(qū)臨界優(yōu)良與易反彈天數(shù)月度分布Table 2 The monthly distribution table of critical good days and easily rebound days in Chongqing Downtown Area in the last ten years

近10 a重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量臨界優(yōu)良天數(shù)477 d，占III(1)類天數(shù)56.7%，易反彈天數(shù)475 d，占II類天數(shù)20.0%。從月份分布來看，10 a間臨界優(yōu)良天數(shù)最多的是12月份，其次是11月份，易反彈天數(shù)分布較為均勻，出現(xiàn)頻次最多的是4月份，其次是1月份(見表2)。從臨界優(yōu)良天數(shù)月份分布情況來看，1、2、3、11、12 月份的臨界優(yōu)良天數(shù)出現(xiàn)頻次較多，其分布規(guī)律與空氣污染重點(diǎn)控制月份相吻合，但由于重慶主城區(qū)秋冬季節(jié)氣象條件較差，空氣濕度大，流動性差，不利于污染物擴(kuò)散等原因，此時空氣質(zhì)量改善的難度也較大。

5 對策及建議

針對大氣污染防治存在的主要問題以及原因，未來主要應(yīng)加強(qiáng)和開展以下方面的工作。

1)繼續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級調(diào)整，實(shí)施“退二進(jìn)三”“退城進(jìn)園”，重點(diǎn)引進(jìn)低污染、高附加值的產(chǎn)業(yè)進(jìn)駐，加快“兩高一資”以及不符合產(chǎn)業(yè)政策或定位的企業(yè)、行業(yè)淘汰力度。

2)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，加大清潔能源推廣和改造力度。擴(kuò)大電能、天然氣、煤層氣等清潔能源消費(fèi)比例，進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)企業(yè)鍋爐、窯爐等設(shè)施的清潔能源改造，推動20蒸噸以上燃煤鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造。繼續(xù)加大“無煤區(qū)”和“基本無煤區(qū)”建設(shè)力度，完善“無煤區(qū)”建設(shè)長效管理機(jī)制。

3)加強(qiáng)建筑施工揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵污染控制。積極推進(jìn)“揚(yáng)塵控制區(qū)”建設(shè)，強(qiáng)化道路沖洗保潔和機(jī)械化吸塵作業(yè)，推進(jìn)道路“白改黑”工程，加大對建筑施工工地監(jiān)管力度，同時依托“森林重慶”建設(shè)，完善城市綠化以及裸露地面綠化。

4)加強(qiáng)機(jī)動車尾氣污染治理，消除機(jī)動車冒黑煙現(xiàn)象。推進(jìn)機(jī)動車環(huán)保定期檢測，實(shí)施環(huán)保標(biāo)志和限行管理，進(jìn)一步加大車輛清潔能源改造，推進(jìn)實(shí)施機(jī)動車國IV排放標(biāo)準(zhǔn)，依托“暢通重慶”建設(shè)，加快輕軌、地鐵等交通設(shè)施建設(shè)。

5)研究建立完善的空氣污染應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。

6)強(qiáng)化大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。聯(lián)合周邊區(qū)縣加大對空氣污染重點(diǎn)源的治理、改造，推進(jìn)重慶市主城區(qū)周邊電廠煙氣脫硫、脫硝治理。

7)加強(qiáng)重點(diǎn)時段和月份的空氣質(zhì)量改善力度。加強(qiáng)1、2、3、11、12 月份空氣污染控制，重點(diǎn)加大SO2和PM10污染控制，推進(jìn)臨界達(dá)標(biāo)天數(shù)空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好，確保易反彈天數(shù)保持穩(wěn)定，全年加強(qiáng)可吸入顆粒物污染控制，并逐步推進(jìn)開展PM2.5污染控制。

8)目前我國依據(jù)PM10、SO2、NOX這3種因子評價城市空氣質(zhì)量，相比美國、歐盟等國家和地區(qū)，納入空氣污染評價指數(shù)的指標(biāo)相對較少，要求也較低，另外與當(dāng)今空氣污染變化趨勢呈現(xiàn)了一定的不適應(yīng)性，因此未來應(yīng)加大對空氣質(zhì)量評價因子的研究，納入PM2.5、臭氧等污染評價因子，進(jìn)一步完善空氣質(zhì)量評價方法。

6 結(jié)論

1)近10 a重慶市主城區(qū)空氣質(zhì)量持續(xù)變好，API逐年降低，空氣首要污染因子以PM10為主，以SO2為輔。

2)重慶市主城區(qū)空氣污染控制的重點(diǎn)時段應(yīng)該以秋冬季節(jié)為主，重點(diǎn)控制月份是1、2、3、11、12 月份等。全年均應(yīng)加強(qiáng)對PM10的污染控制，而在1、4、7、8、11等月份還應(yīng)強(qiáng)化對SO2污染控制力度。

3)臨界優(yōu)良和易反彈天數(shù)分布主要以1、2、3、11、12月份居多，應(yīng)作為強(qiáng)化監(jiān)管、加大污染控制的重點(diǎn)時段。

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