南京青奥会空气质量保障管控措施效果评估

张祥志，丁爱军，陈文泰，汤莉莉，王晨波，秦 玮,滕建礼

1.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036 2.南京大学大气科学学院，江苏 南京 210023 3.中国环境保护产业协会,北京 100037

南京青奥会空气质量保障管控措施效果评估

张祥志1，丁爱军2，陈文泰1，汤莉莉1，王晨波1，秦 玮1,滕建礼3

1.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036 2.南京大学大气科学学院，江苏 南京 210023 3.中国环境保护产业协会,北京 100037

2014年青奥会期间，长三角地区低温高湿静稳的不利气象条件增加了空气质量保障难度。在环境保护部统一协调和江苏省委省政府的有力指挥下，南京市及周边城市通过控电、控煤、控车、控尘及部分重点企业限产停产等措施，实现了赛事期间南京市空气质量100%达标。联合观测结果显示，南京市空气中SO2、NO2，硫酸盐、钙离子、EC等浓度明显下降，说明管控措施得力有效。评估分析表明，燃煤和工业排放是PM2.5的主要来源，控制扬尘是降低PM2.5最直接有效的方式，机动车污染不容忽视，强力管控措施可以有效改善空气质量。

青奥会；南京；空气质量；PM2.5；管控

随着南京市及周边长三角城市的快速发展，大气污染物排放量迅速增长，按照《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)评价，南京市2013年建成区空气质量达标率仅为55.3%，其中PM2.5年均值超标120%[1]。2014年8月16—28日，第二届夏季青年奥林匹克运动会(以下简称青奥会)在南京举办，期间低温高湿的气象条件改变了环保部门以减少臭氧污染为主要目标的空气质量保障计划，增加了空气质量达标的难度。

为了确保赛事期间南京市空气质量达到国家二级标准，在充分吸取2013年亚青会空气质量保障的经验基础上[2],设定了以南京为核心、百公里内和百公里外的“三级管控圈层”，在3个圈层内同步差别化地采取减排措施。同时，江苏省环境监测中心联合多家单位开展监测，监测结果服务应用青奥空气质量会商，跟踪评估减排措施效果，为青奥会空气质量保障提供有力的技术支撑。

1 青奥会空气质量管控措施效果评估

1.1 青奥会空气质量管控措施

按照环境保护部下发的《第二届夏季青年奥林匹克运动会环境质量保障工作方案》，长三角三省一市的23个城市结合当地实际，联合保障南京市赛事期间PM10、PM2.5、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等主要指标日均值达到国家二级标准。针对不同污染状况，共制定3套管控方案，即首先围绕控电、控煤质、控车、控尘及部分重点企业限产停产制定的强化措施(第一套方案)；其次是青奥会开、闭幕式及前一天(8月15—16日、8月27—28日)，在原有管控措施的基础上，采取进一步扩大限产停产范围，提高工地停工比例等临时管控措施(第二套方案)；第三是经预测南京市空气质量无法达到国家二级标准时(AQI可能超过100)，各市实施与南京市对等的特别加强措施(第三套方案)。

1.2 燃煤和其他工业管控效果

自8月1日起实施工业源排放管控措施以来，全省共落实企业限产741家、企业停产554家；162家燃煤电厂全部使用含硫量低于0.7%的优质煤，发电量同比下降15%；扬子、金陵石化等重点化工企业停用部分生产装置，压缩产能20%以上；南钢、梅钢等主要钢铁企业的烧结、球团、焦化等减产30%。

工业排放的SO2和烟尘是PM2.5的重要来源[3]。南京市重点污染源企业在线监控数据表明，青奥会赛事期间的8月16—26日与青奥会前的8月1—5日相比，SO2和烟尘日排放量分别从22.0、6.0 t/d下降到17.3、5.5 t/d，下降比例分别为21%和7.1%(图1)。同期，环境空气中SO2的质量浓度也有明显降低，从17.8 μg/m3下降到12.8μg/m3，降幅为28%(图2)。

图1 青奥会赛事期间与赛前南京市重点源SO2和烟尘日排放量比较

图2 青奥会赛事期间与赛前南京市环境大气中SO2、硫酸盐和PM2.5浓度比较

PM2.5中硫酸盐主要由大气中SO2转化生成，两者的质量浓度变化具有较好的一致性，随着SO2质量浓度的下降，硫酸盐质量浓度也降低了24%。同期PM2.5质量浓度下降37%，二次转化生成的硫酸盐质量浓度下降和一次排放的烟尘量下降是PM2.5质量浓度降低的重要原因。

1.3 工地管控效果

青奥会期间，全省共有3 119个工地停工，其中南京市停止施工工地为2 952个，分2个阶段实行。第一阶段自7月15日起，停止部分工地施工，第二阶段是8月1日起所有工地一律停工，同时定期使用高压冲洗车清洗地面。该市PM2.5中水溶性离子含量的分析结果显示，作为扬尘示踪物的钙离子[4]，质量浓度在7月底出现明显下降(图3)。2014年7月钙离子平均质量浓度同比下降39%，8月下降幅度更为明显，由2013年8月的2.06 μg/m3降至2014年8月的0.08 μg/m3，降幅达96.1%(图4)。钙离子浓度的下降说明实施工地停工可以有效降低扬尘排放，减少一次污染物对PM2.5浓度的贡献。

1.4 移动源管控效果

移动源管控效果主要分为2部分，一是由工地停止施工带来的间接影响，主要是减少了施工机械的排放以及工地相关运输车辆排放；二是对道路移动源直接采取管控措施。南京市对道路移动源的管控主要包括禁止“冒黑烟”公交车、货车、工程车等大型高污染车辆上路行驶，8月份禁止外地黄标车、无标车、超标车和危险化学品运输车进入主城和绕城公路。元素碳(EC)是柴油机械尾气中的重要成分[5-6]，来自于化石燃料的不完全燃烧过程。自7月初到青奥会期间，南京市PM2.5中EC质量浓度持续下降，尤其是8月1—15日相对于7月15—31日下降33%(图3)，与工地停工和高污染车辆管控的时间节点一致。移动源也是环境大气中氮氧化物的重要来源[7]，由于工业减排和对高污染车辆的管控，南京市8月NO2平均质量浓度较7月下降16%。但青奥会期间(8月16—28日)NO2平均质量浓度较8月1—15日略有升高(表1)，可能是由于未对广大社会车辆实施限行所致。南京市为最大限度降低青奥会对公众生活的影响，仅对高污染车辆采取了控制措施，而大量的小型车也是氮氧化物的重要排放源，在低风速静稳的不利气象条件下，易造成NO2质量浓度的反弹。

图3 2014年7—8月PM2.5中钙离子质量浓度时间序列

图4 2014年7—8月南京市PM2.5中钙离子浓度与2013年同期比较

表1 南京青奥会前后环境大气中EC和NO2质量浓度变化 μg/m3

2 青奥会气象和空气质量状况

2.1 青奥会期间气象条件

2014年8月，副热带高压带强度较往年偏弱且位置偏东，南京处于其西侧，天气形势上表现为高湿多雨，因此与往年晴热高温天气相比，2014年静稳、高湿天气明显增多，总体表现为“垂直温差小、近地面湿度大”的特征。监测数据表明，2014年8月南京市地面平均风速较过去5 a同期降低了0.8 m/s，月均温度降低3.5 ℃，相对湿度增加近11.5%。

湿度、风速等气象条件对环境空气质量有重要影响[8-9]。低风速、高湿度的气象条件有利于颗粒物生成：一方面，低风速静稳天气有利于气态和颗粒态污染物的积累；另一方面，近地面高湿条件一定程度上加速了SO2、氮氧化物等气态前体物向颗粒态的转移；第三，高湿度条件下PM2.5吸湿增长特性进一步加强，使空气污染加重。不利的气象条件不仅给青奥会空气质量保障带来了很大挑战，而且彻底改变了原先以减少臭氧污染为保障目标的格局。

2.2 空气质量状况

2014年8月，以南京为核心的三级管控圈层内空气质量呈现梯度变化，第一圈层空气质量总体好于第二、第三圈层。南京市空气质量达标率为93.5%，环比7月上升38.7个百分点，不仅高于省内其他城市，还较同期上海、杭州、合肥分别高出10～25个百分点。PM2.5平均质量浓度环比下降幅度最大，达35.4%，其降幅较第二圈层和第三圈层分别高出13.9和24.7个百分点(图5)。长期以来，南京市的环境空气质量差于周边地区，7月PM2.5质量浓度明显高于周边的第二圈层和第三圈层平均浓度。而在8月，南京采取了较周边城市更为严格的管控措施，所以8月南京空气质量的改善效果最明显，PM2.5质量浓度低于第二圈层和第三圈层。

赛事期间(8月16—28日)南京空气质量达标率为100%。PM2.5平均质量浓度为39 μg/m3，较2013年同比下降4.9%；其他主要污染物中，PM10、SO2同比降幅分别达32.0%、40.9%，臭氧日最大8 h平均质量浓度未出现超标(图6)，圆满完成了空气质量保障的任务。

图5 三级管控圈层内2014年7、8月PM2.5平均质量浓度比较

图6 青奥会期间PM2.5、PM10和SO2质量浓度与2013年同期比较

3 讨论

3.1 强力管控措施可以有效改善空气质量

青奥会期间，南京市对电力及其他企业、工地和机动车采取了严格的管控措施，其空气质量无论是同比、环比还是与周边城市相比，都获得比较满意的效果，PM2.5和其他污染物的浓度都有明显下降。

3.2 燃煤和工业排放是PM2.5的主要来源

工业重点污染源在线监控和环境空气质量自动监测的数据表明，青奥会期间南京市电力及其他企业的污染物排放量有明显下降，对大气污染物的贡献也有降低。但是根据来源解析的结果看，燃煤和工业工艺源仍然是南京市颗粒物最主要的来源(图7)。一般管控时期(8月22—23日)，燃煤与工业工艺源的贡献达到49%；特别管控时期(8月16日)，由于采取更严厉的控制措施，燃煤与工业工艺源的贡献下降至40%，但仍是颗粒物的主要来源。目前南京市的经济结构仍然偏重，在严峻的环境空气质量形势下，必须及早调整能源结构，淘汰落后产能，化解过剩产能，推广燃煤机组的超低排放，推进非电行业的脱硫脱硝和除尘提标改造，开展化工、喷涂、包装等行业的挥发性有机污染物治理，有效减轻重点行业污染负荷。

图7 不同管控时期南京市颗粒物来源解析结果

3.3 控制扬尘对减少PM2.5污染作用十分明显

控制扬尘是控制PM2.5最直接有效的方式之一。青奥会期间，随着工地的停工，PM2.5中钙离子的浓度有非常显著的下降。扬尘的控制除了可以降低PM2.5质量浓度，还可以有效提高城市清洁水平，提升城市市容形象。随着南京城市的快速发展，工地施工面积在未来一段时间内仍将保持较大的规模。为了降低扬尘污染对空气质量的影响，需要大力推行建筑施工标准化管理，提高全面围挡、出场车辆冲洗、路面硬化等施工水平，同时提高扬尘排污费收费标准，落实扬尘排污费改革方案，标本兼治控制扬尘污染。

3.4 机动车污染不容忽视

青奥会期间对高污染车辆的管控效果良好，但由于未限制社会车辆，NO2质量浓度在赛事期间一度反弹。从图7中看到，8月16日对工业企业采取了更为严格的管控措施后，机动车源的相对贡献凸显，达到26%。截至2014年10月，南京市机动车保有量已经突破200万辆[10]。为了控制机动车污染物排放，削减环境PM2.5浓度，仍需要继续加大黄标车淘汰力度，并从“车、油、路”3方面入手，升级油品质量，提高尾气排放标准，改善道路状况，同时加快推广新能源汽车，大力发展绿色交通。

4 结论

南京青奥会期间，虽然经历了低风速、高湿度的不利气象条件，但在南京市及长三角周边城市的共同努力下，通过对电力及其他企业、工地和机动车的全面管控，实现了空气质量的100%达标。通过对管控措施和空气质量联合观测成果的综合分析，污染物浓度的变化很好地反映了管控措施的效果：针对电力及其他企业采取管控措施后，SO2和硫酸盐质量浓度分别下降28%和24%；工地停工后，PM2.5中钙离子浓度同比下降96.1%；针对重污染车辆的管控使PM2.5中EC浓度也有显著下降。南京市在青奥会期间采取的是短期控制措施，但是让我们看到了环境空气质量改善的希望，只要将治理措施真正落实到位，加大综合治理力度，减少污染物排放，一定能够切实改善空气质量，按时完成《大气污染防治行动计划》提出的目标。

[1] 南京市环境保护局.2013年南京市环境状况公报[EB/OL].(2014-6-5)[2015-1-9]. http://www.njhb.gov.cn/43462/43464/201406/t20140604_2884912.html.

[2] 谢放尖，李文青，喻义勇，等.南京亚青会空气质量保障回顾性评价及启示[J].环境监控与预警，2014，6(2):1-4.

[3] 智颖，李婧.呼和浩特市空气颗粒物影响因素研究[J].中国环境监测，2014，30(3):26-30.

[4] 金象春，张贵英，肖才锦，等.PIXE和XRF用于北京新镇地区PM2.5源解析研究[J].原子能科学技术，2014，48(7):1 325-1 330.

[5] 姚志良，刘荣.柴油车排放颗粒物研究进展[J].科技导报，2011，29(8):75-79.

[6] 董海燕，古金霞，陈魁，等.天津市区PM2.5中碳组分污染特征及来源分析[J].中国环境监测，2013，29(1):34-38.

[7] 阮静雯.佛山市高明区环境空气污染物变化分析[J].中国环境监测，2014，30(6):89-92.

[8] 孙峰，张大伟，孙瑞雯，等.北京地区冬季典型PM2.5重污染案例分析[J].中国环境监测，2014，30(6):1-12.

[9] 邹强，姚玉刚，林惠娟.苏州市区灰霾现象形成的气象条件分析[J].中国环境监测，2014，30(1):37-42.

[10] 王茸.南京机动车突破200万辆 保有量全国城市中属中上规模[N/OL].(2014-10-31)[2015-1-9]. http://www.njdaily.cn/2014/1031/975003.shtml.

Effect Evaluation of Air Quality Control Measures during Nanjing Youth Olympic Games

ZHANG Xiangzhi1,DING Aijun2,CHEN Wentai1,TANG Lili1,WANG Chenbo1,QIN Wei1,TENG Jianli3

1.Jiangsu Environmental Monitoring Station,Nanjing 210036,China 2.School of Atmospheric Science, Nanjing University,Nanjing 210023,China 3.China Association of Environmental Protection Industry,Beijing 100037,China

The steady weather conditions with high humidity during Nanjing Youth Olympic Games (YOG, August 2014 ) were not beneficial for dilution of air pollutants. Under the direction of Ministry of Environmental Protection and Jiangsu Provincial Government, a series of control measures were taken to reduce air pollutants emission from coal plants, vehicles, building and industry in Nanjing and surrounding cities. The air quality measurement results during the joint campaign suggested that ambient levels of six regular air pollutants all reached the national air quality standard (grade Ⅱ) during the YOG. Ambient levels of SO2, NO2, sulfate, calcium and elemental carbon showed significant decreases,which meant that those control measures were worked. Coal combustion, industrial emissions, building, and vehicular emission were important sources of PM2.5in Nanjing.

Youth Olympic Games；Nanjing；air quality；PM2.5；control measures

2015-07-23;

2016-02-17

张祥志(1967-)，女，安徽马鞍山人，硕士，研究员。

滕建礼

X823

A

1002-6002(2016)05- 0040- 05

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.05.08