南京亚青会环境空气质量状况及原因分析

喻义勇，谢放尖，陆晓波，朱志锋，束宇

(1．南京市环境监测中心站，江苏 南京 210013；2.南京市环境保护科学研究院，江苏 南京 210013；3.南京市气象台，江苏 南京 210009)

近年来，随着综合国力日益增强，中国举办了各类大型赛事及活动，但同样的环境问题也日益凸显，如何在举办赛事及活动期间做好环境保障，尤其是空气质量的保障显得尤为重要。2008年北京奥运会、2010年上海世博会以及2010年广州亚运会等在这方面都开展了较多的研究，也取得了成功的实践经验。如任希岩等[1]以颗粒物为例，开展了北京奥运会空气质量保障措施效果评估的研究。黄嫣旻等[2]通过2001—2008年世博会同期上海市环境空气质量变化趋势和特征分析，简析上海世博会期间环境空气质量改善和世博后空气污染反弹问题的原因。吴启洲等[3]围绕世博空气质量保障工作的必要性与可行性进行了理论探讨，提出了以强化上海污染源常态长效管理为主线，与不利气象条件下开展空气污染预警和应急减排联动相结合的世博会空气质量保障措施构想和工作思路。吴兑等[4]通过对雾霾天气分析发现，广州亚运会期间灰霾天气明显减少，说明了区域联动、机动车单双号限行、重点工业污染源调控、严控垃圾秸秆焚烧等减排措施效果明显。

第二届亚洲青年运动会(简称“亚青会”)已于2013年8月16-24日在南京举行，南京在借鉴北京、上海及广州相关经验基础上，结合本地实际，制定并实施了大气污染临时管控措施，赛会期间空气环境质量总体良好，达到预定的目标。通过研究2013年8月份及亚青会期间南京市空气质量监测数据，对南京亚青会环境空气质量状况、特征及改善原因进行深入剖析。

1 2013年8月及亚青会期间空气质量状况

1.1 空气质量总体评价

按照新的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)评价，2013年8月，南京市空气质量指数(AQI)范围介于54～97之间，均达到良好水平，首要污染物多为PM10和O3。根据文献[5]，南京市空气质量在全国74个重点城市中排第35位(由好到差排名)，处中等水平，在江苏13个省辖市中排第5位，处较好水平。

亚青会期间，南京市AQI指数范围介于54～80之间，均达到良好水平。奥体中心(赛事主场馆附近)等部分测站曾达到优秀。亚青会开、闭幕式当天的AQI指数分别为74和55，空气质量均为良，首要污染物均为PM10。

1.2 主要污染物变化特征分析

1.2.1 气态污染物(SO2，NO2，CO，O3)

如图1所示，2013年8月，南京市SO2日均值范围为15～53 μg/m3，达二级标准；NO2日均值范围为21～51 μg/m3，达一级标准；CO日均值范围为0.54～1.22 mg/m3，达一级标准；O3日最大8小时值范围为31～156 μg/m3，达二级标准。SO2，CO平均浓度同比分别上升8.0%和6.8%，NO2平均浓度同比下降7.7%。

亚青会期间，SO2，NO2，CO日均值均达到一级标准，平均浓度同比分别下降22%，27%和22%。O3日最大滑动8 h值为34～136 μg/m3，达二级标准。

图1 2013年8月气态污染物日均浓度变化曲线

如图2(a)(b)(c)(d)所示，SO2小时浓度日变化呈现单峰型特征，表现为夜间浓度上升，白天浓度下降，峰值出现在清晨时段，低谷出现在傍晚前后，一方面由于早晚逆温，高架源排放的SO2在近地层积累，造成夜间浓度上升，而白天阳光照射，地面温度升高，逆温层被破坏，大气垂直湍流扩散增强，有利于近地面污染物的扩散；另一方面可能与白天发生光化学反应，大气氧化性增强，气态SO2转化为硫酸盐气溶胶有关。NO2和CO日变化相似，均呈现双峰型特征，峰值主要出现在早07:00和晚20:00前后，与交通高峰时段对应，除了与早晚大气扩散条件有关外，主要受城区机动车污染排放影响。白天NO2浓度明显下降，午后14:00前后达到最低，一方面与大气边界层变化，扩散条件好转有关；另一方面由于太阳辐射增强，大气发生光化学反应，需要消耗较多的NO2。O3日变化呈现单峰型特征，峰值出现在午后13:00—14:00时，夜间浓度较低。白天太阳辐射增强后，大气中挥发性有机物与氮氧化物在紫外光照射下发生光化学反应，产生并积累O3，夜间由于没有太阳辐射影响，不具备光化学反应条件，O3浓度明显下降。

对比发现，亚青会期间SO2，NO2，CO和O3日变化峰值浓度均小于8月份平均水平，研究分析，除了与亚青会期间气象条件有利于污染扩散有关外，主要由于采取了大气污染管控措施，对削峰产生了一定的效果。

图2 2013年8月和亚青会期间气态污染物小时浓度日变化曲线

1.2.2 颗粒物(降尘，PM10，PM2.5)

2013年8月，南京市平均降尘量为5.34 t/(km2·月)，同比下降23.3%，为近4年同比最低；PM10，PM2.5日均浓度范围分别为58～128,25～68 μg/m3，均达二级标准，同比分别下降4.6%和10.5%；PM2.5/PM10质量浓度占比范围在38%～61%，平均为51%，表明粗颗粒物(PM2.5-10)与细颗粒物(PM2.5)贡献相当。

亚青会期间，PM10日均浓度范围为58～101 μg/m3，达到二级标准，平均为73 μg/m3，同比下降18%；PM2.5日均值范围在25～56 μg/m3，其中，8月16—18日达到二级标准，8月19—24日连续达到一级标准，平均浓度为38 μg/m3，同比下降12%；PM2.5/PM10质量浓度占比范围在42%～60%，平均为53%(图3)。

图3 2013年8月颗粒物PM2.5，PM10日均浓度及比值变化曲线

PM10和PM2.5小时浓度日变化均呈现双峰型特征，峰值出现在早8：00和晚22：00前后。亚青会期间PM10和PM2.5浓度日变化与8月份差异较大，其中，PM10日变化幅度较小，峰值特征不显著；而PM2.5最大峰值出现在午后14：00，可能由于采取管控措施，减少颗粒物的一次排放，降低了早晚峰值，但白天由于发生大气光化学反应，产生了O3和二次气溶胶，造成白天时段PM2.5浓度的上升，见图4(a)(b)。

图4 2013年8月和亚青会期间PM10和PM2.5小时浓度日变化曲线

1.3 PM2.5化学组分特征分析

图5 2013年8月南京草场门测站PM2.5中水溶性离子组分浓度占比

草场门测站8月OC/EC比值平均为1.86，通常将比值>2.0作为二次污染的表征值，则表明8月份二次污染特征总体表现不显著。但从日变化情况分析(图6)，8月6—14日，OC浓度较高，且OC/EC比值均大于2.0，表现出一定的二次污染特征。而在亚青会期间，OC浓度明显下降，平均浓度相比8月降低了38%，OC/EC比值呈现下降趋势，除了开幕式当天比值>2.0外，其余天数均<2.0，表明亚青会期间二次污染的特征不显著。

2 亚青会期间空气质量改善原因分析

根据上述分析，亚青会期间各主要污染物浓度相比8月份平均水平及同比上年均有所下降，表明亚青会期间空气质量总体改善，以下从管控措施和气象扩散条件两方面对改善原因做进一步分析。

2.1 大气污染临时管控措施分析

为保障亚青会期间的环境质量，南京市政府于4月29日下发了《2013年第二届亚青会举办期间环境质量保障临时管控措施》(宁政发[2013]139号)的通知，明确各项管控措施及责任主体，并在8月份亚青保障期间开展实施。

2.1.1 重点工业源管控措施

南京主要燃煤电厂减排设施高效运行，脱硫效率保持在93%以上，已建成的脱硝装置综合脱硝效率保持在80%以上，并使用含硫量低于0.7%的优质煤炭，减少了SO2的产生。同时，停运部分燃煤锅炉，减少发电企业的发电量。此外，还对近60家污染企业实施了减产、限产或停产。

2.1.2 流动源管控措施

图6 2013年8月南京草场门测站PM2.5中OC、EC浓度及比值日变化趋势

限制外地高污染车辆进入主城。在各市通往南京城区的路口，加强对黄标车、无标车和排放超标车的查处，禁止危化品和排放超标的大客、重型货车进入南京市区，减少外来流动源影响。同时，环保联合公安部门通过路巡执法，严查高污染及冒黑烟车辆，尽可能控制高污染车辆行驶。此外，全市共投入新能源汽车330余辆，推广新能源汽车的应用，减少燃油汽车的尾气排放。

2.1.3 扬尘源管控措施

一方面对亚青会场馆、住地周边1 km范围内工地停止一切施工；另一方面对外围工地暂停污染工序。其中，江南六区、浦口区、江宁区及四大国家级开发区范围内的3 000多家工地的桩基工程、土石方工程、渣土运输和拆除等作业停止施工，全市1 700多辆渣土车全部停运。同时，城管部门强化道路保洁，主城区机扫率达到70%以上，确保主次干道清爽、整洁，道路见底色，无明显积尘。

2.2 气象条件影响分析

2.2.1 主要天气形势分析

8月上、中旬，受副热带高压控制，南京持续晴热高温天气，8月5—18日全市最高气温在35℃以上，其中6-15日连续10 d最高气温突破37℃，高温天气下大气垂直湍流运动较强，利于近地面污染物向高空扩散，但较强的光照易导致O3生成和累积。8月中旬开始，午后多次出现局地雷阵雨天气。降雨不仅能够洗刷大气中污染物质，又可以抑制臭氧的生成，台风外围影响下的阵雨和大风天气更有利于污染物扩散，扩散条件总体较好。

2.2.2 气象要素变化分析

8月，南京日均气温范围在24.4～34.5℃，平均气温为30.8℃，较常年同期偏高3.2℃，上半月受到副热带高压控制，气温持续偏高，下半月受到午后雷阵雨和台风外围影响，气温总体下降。日均相对湿度范围在40%～90%，上半月高温天气下湿度总体较低，下半月受台风外围及降雨过程影响，湿度有所上升(图7)。8月累计降水量115.5 mm，较常年同期偏少2成，主要集中在下半月。此外，8月份中有22 d清晨时段出现逆温，不利于早高峰时的污染物扩散。

图7 8月份南京日均气温、相对湿度和降雨量变化曲线

2.2.3 扩散条件对比分析

根据气象扩散条件指数分析，2013年8月份扩散条件达到优的有4 d，达到良的有10 d，为一般的有17 d，未出现扩散条件较差的状况，大气扩散条件总体好于2011年和2012年(图8)。其中，上半月受持续高温天气影响，大气扩散条件多为一般；亚青会期间由于受午后雷阵雨及台风外围影响，大气扩散条件明显好转，8月19-22日连续4 d扩散条件达到优，明显好于2011年和2012年同期水平；亚青会结束至8月底，扩散条件有所下降，但仍为良至一般水平。

图8 近3年8月南京市气象扩散条件指数等级天数分布对比

3 结论与思考

2013年8月份，南京市建成区空气质量均达到良好等级，主要污染物指标均达到二级标准。亚青会期间，空气质量进一步改善，SO2，NO2，CO及后期PM2.5日均浓度均达到一级标准，且平均浓度相比8月及同比上年均明显下降。同时，对比8月及亚青会期间各污染物日变化特征，亚青会期间污染物浓度峰值相比8月份平均水平明显降低。

各类监测结果表明，亚青会期间空气质量总体改善，一方面与针对工业点源、扬尘面源和机动车流动源等采取了临时管控措施，取得一定的减排效果有关；另一方面与亚青会开幕以来出现的午后雷阵雨天气及后期台风外围影响等气象条件，有利于污染物的扩散和抑制O3浓度有关。南京还将于2014年举办第二届世界青年奥林匹克运动会。针对大型赛事、活动期间的环境空气质量保障是一项复杂的系统工程，如何科学决策，优化大气污染管控措施，准确评估措施效果等还有待进一步研究。

[1] 任希岩.北京奥运会空气质量保障措施效果评估研究——以PM为例[D].北京：中国科学院研究生院，2010.

[2] 黄嫣曼，魏海萍，段玉森，等.上海世博会环境空气质量状况和原因分析[J].中国环境监测，2013,29(5)：58-63.

[3] 吴启洲.关于上海世博会空气质量保障工作的思考[C].上海市环境科学学会，2009.

[4] 吴兑，廖碧婷，吴晟，等.2010 年广州亚运会期间灰霾天气分析[C].第二十八届中国气象学会，2011.

[5] 中国环境监测总站.2013年8月74个城市空气质量状况报告[R].2013.