深圳市近年来PM2.5污染控制效果分析*

2017-11-02任宇超邹北冰黄晓锋

环境污染与防治 2017年2期

关键词：灰霾大学城深圳市

任宇超邹北冰朱乔戴静张彬冯凝黄晓锋

(北京大学深圳研究生院环境与能源学院，城市人居环境科学与技术实验室，广东深圳 518055)

深圳市近年来PM2.5污染控制效果分析*

任宇超邹北冰朱乔戴静张彬冯凝黄晓锋#

(北京大学深圳研究生院环境与能源学院，城市人居环境科学与技术实验室，广东深圳 518055)

PM2.5化学组成控制效果深圳市

深圳市作为中国改革开放的窗口，承载着约1 000万人口，GDP约1.7万亿元，是中国乃至全球经济最为活跃的地区之一。深圳市在进入新世纪后，随着经济的快速发展，灰霾现象频发，社会经济进一步发展受到严重约束。PM2.5污染导致的灰霾现象对居民身体健康也有不利影响[1-4]。近年来，深圳市推出了多项大气污染控制措施，强化了大气污染防治力度，使深圳市空气质量出现了大幅度改善。本研究根据深圳市近年来的空气质量数据与社会经济资料，分析了深圳市大气灰霾与PM2.5污染变化特征及相关控制措施的有效性，不仅为深圳市未来的空气质量管理提出科学的建议，也为国内其他城市制定空气质量管理政策提供经验借鉴。

1 深圳市概况

1.1 社会经济发展概况

深圳市地处广东省南部、珠江三角洲东岸，东临大亚湾和大鹏湾，西濒珠江口和伶仃洋，南隔深圳河与香港相连，北部与东莞市、惠州市接壤(见图1)。

图1 深圳市行政区域图Fig.1 Administrative zoning map of Shenzhen

作为我国重要的国际门户，深圳市发展速度迅猛，其机动机数量和GDP等社会经济发展指标如图2所示。深圳市2015年的GDP约1.75万亿元，约为2006年的3倍，2015年人口总数达1 137.9万人[5]，人口较稠密。2015年机动车数量达314.7万辆，车辆密度极高。人口和车辆密度高、增长速度快给深圳市大气环境带来了空前压力。《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)将PM2.5列入常规监测与考核指标，2013年国务院与深圳市政府先后出台了《大气污染防治行动计划》与《深圳大气环境质量提升计划》，多项政策标准的实施给深圳市大气污染防治工作提出了更高的要求。

图2 深圳市2006—2015年机动车数量和GDP的年变化趋势Fig.2 Annual variation trend of vehicle amount and GDP of Shenzhen from 2006 to 2015

1.2 大气灰霾污染概况

1.2.1 历史灰霾天数变化趋势

PM2.5污染的一个突出表现就是能见度降低，即灰霾现象。据统计，深圳市PM2.5污染与大气能见度有着非常密切的关系[6]。根据深圳市气象局的观测资料，深圳市历史灰霾天数变化趋势如图3所示。深圳市灰霾天数在1980—1993年较少，从1994年开始明显上升，2002年首次超过100 d，2004年达到历史最高的187 d。2004年后灰霾天数呈波动式下降。2013年后灰霾天数平稳回落到100 d以内， 2015年灰霾天数降至35 d。

图3 深圳市历史灰霾天数变化趋势Fig.3 Variation trend of history haze days of Shenzhen

1.2.2 PM2.5浓度历史变化趋势

图4为2007—2015年深圳大学城站点(以下简称大学城站)与2013—2015年深圳市环境空气质量监测网络(以下简称监测网络)的PM2.5监测结果。由图4可以看出，2007—2015年大学城站PM2.5年均浓度总体呈降低趋势，由52.70 μg/m3降低至31.15 μg/m3。2007—2008年PM2.5浓度降低了15%，降幅较大；2008—2011年PM2.5浓度降幅减小；2011年后PM2.5浓度降幅又增大，2015年下降至31.15 μg/m3。从图4中还可看出，大学城站与监测网络的监测结果相近，均表明深圳市2014—2015年的PM2.5浓度达到了GB 3095—2012二级限值(35 μg/m3)，说明深圳市近年来的污染控制措施效果较好，PM2.5污染水平得到了显著削减。

图4 深圳市2007—2015年PM2.5年均质量浓度变化Fig.4 Variation of annual average concentration of PM2.5 in Shenzhen from 2007 to 2015

2 深圳市PM2.5化学组成变化及相关污染防治措施分析

于2009年与2015年分别在大学城站进行了PM2.5的离线膜采样，并进行化学组成分析，具体分析过程与方法详见文献[7]。根据分析结果，大学城站2009年与2015年PM2.5主要组成变化如图5与表1所示。

注：EC为元素碳，OM为有机物。图5 大学城站2009年与2015年PM2.5化学组成贡献率Fig.5 Contribution rates of each PM2.5 chemical composition in University Town Station in 2009 and 2015

项目2009年质量浓度/(μg·m-3)2015年质量浓度/(μg·m-3)差值1)/(μg·m-3)降幅/%PM2．542．2031．1511．0526．2OM15．0011．973．0320．2EC4．682．701．9942．5SO2-411．737．294．4437．9NH+43．503．380．133．6NO-32．662．250．4115．4Cl-0．420．240．1842．9K0．620．410．2033．0Al0．320．180．1342．1其他成分3．272．730．5416．6

注：1)差值以2009年PM2.5浓度减去2015年PM2.5浓度计算得出。

深圳市PM2.5中EC主要来自机动车尾气的一次排放[8]。近年来，深圳市加快提升新车和燃油标准，分别在2000年、2003年、2007年和2013年逐步从国Ⅰ提升至国Ⅳ排放标准，并于2015年实现全面供应国Ⅴ车用油。深圳市在全国较早采取黄绿标制度，2005—2015年逐步严格实施共22阶段的黄标车限行措施。从2013年起，推行《深圳市黄标车提前淘汰奖励补贴办法(2013—2015)》，旨在通过财政补贴的方式鼓励车主淘汰黄标车，并从2016年开始永久限行黄标车。此外，深圳市大力推广应用新能源汽车，成为全球新能源公交车投放最多的城市。在深圳市机动车保有量不断增长的情况下，这些措施有效地控制了机动车的污染物排放量，取得了PM2.5中EC大幅度削减的突出效果。

深圳市PM2.5中OM主要来自于石油、生物质等的一次来源及挥发性有机物(VOCs)的二次来源[9]。深圳市不仅通过机动车减排在一次来源方面降低了OM浓度，同时特别注重对二次来源前体物VOCs的减排。深圳市针对家具、电子喷涂、自行车制造等VOCs排放的重点行业，通过改用水性漆、紫外线光(UV)固化漆，改造涂装生产线，关停无牌无证喷涂生产线，淘汰落后生产工业的方式，从源头治理VOCs并取得了较好的成效。深圳市曾经是全国最大的家具出口基地，但为了配合产业结构优化与升级，自2010年起搬迁了500多家大中型家具企业。为进一步加快VOCs污染控制的进程，深圳市于2014年制定了《深圳市2014年挥发性有机物污染整治工作方案》，于2015年成为全国第一个禁用溶剂型涂料(油漆)销售和使用的城市。应当注意的是，根据本课题组以往的源解析研究，2009年大学城站PM2.5的有机碳(OC)中，二次有机碳(SOC)比例较高，SOC/OC(质量比，下同)为57%[10]，明显高于其他研究者在乌鲁木齐市[11]、太原市[12]、重庆市[13]、上海市[14]、宁波市[15]及杭州市[16]得出的SOC/OC(19.1%～42.0%)，表明深圳市PM2.5中SOC/OC在全国范围内较高。由于OC/EC(质量比)可一定程度上反映大气中SOC的贡献情况[17]，本研究中OC/EC由2009年的2.0升高至2015年的2.5，表明深圳市SOC对PM2.5的贡献更加显著。由以上分析得出，深圳市未来需强化对OM的控制，并着重加强对OM二次来源前体物VOCs的控制。

Al为地壳元素，主要来自于土壤和道路等的扬尘。近年来深圳市加大扬尘污染整治力度，于2008年施行《深圳市扬尘污染防治管理办法》，2013年印发了《深圳市2013年扬尘污染整治工作方案》，并于同年正式开展全市扬尘污染整治专项行动以强化扬尘源的减排，并取得了显著效果。

K是生物质燃烧的示踪物[19]。深圳市近年来注重控制露天生物质焚烧，并于2015年实施《生物质成型燃料及燃烧设备技术规范》(SZDB/Z 109—2014)，对生物质锅炉进行治理并强化生物质锅炉排放监管。

3 讨论与建议

深圳市未来应继续在已有措施上发力，对PM2.5污染进行深度控制，持续改善城市空气质量。相比2009年，OM浓度在2015年下降，但其在PM2.5中的质量分数却由35.5%上升为38.4%，并居于首位，且深圳市SOC/OC在全国范围内较高，因此OM应当成为深圳市未来PM2.5控制的首要对象。据此，深圳市未来应进一步加强在OM一次来源方面的机动车尾气减排控制，并且继续大力深入推进OM二次来源前体物VOCs排放的控制措施。

此外，需要注意的是，珠三角的大气污染防治呈现明显的区域性特征[20]，不同城市间大气污染相互影响显著，深圳市近年来的空气质量改善也同时受益于珠三角地区空气质量的总体提升，未来也应当进一步促进和加强区域大气污染的联防联控。

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EffectsofcontrolmeasuresonShenzhenPM2.5pollutioninrecentyears

RENYuchao，ZOUBeibing，ZHUQiao，DAIJing，ZHANGBin，FENGNing，HUANGXiaofeng.

(KeyLaboratoryofUrbanHabitatEnvironmentalScienceandTechnology,SchoolofEnvironmentandEnergy,PekingUniversityShenzhenGraduateSchool,ShenzhenGuangdong518055)