“十三五”期间福州市大气污染物特征分析

吴秀珍

(福建省福州环境监测中心站，福建 福州 350011)

1 引言

当前，生态文明建设和体制改革加速推进，新环保法和大气、水、土壤专项行动计划相继出台，党政同责、终生追究、环保督察等要求更加明确，污染治理标准更加严格，环境保护的认识高度、推进力度、实践深度前所未有。福建省是全国首个生态文明先行示范区,福州市把生态文明建设放在城市经济社会发展全局的突出战略位置，协同推进产业结构调整、生态红线保护、重点区域综合整治等重大举措。此外，社会公众环境意识不断提升，对环境保护和生态建设的要求也不断提高。

“十三五”是福州加快转方式、调结构、促升级的重要时期，是全面推进生态文明建设、加快福州新区建设的关键时期。在新常态背景下，全市环境保护面临新的机遇和挑战。受机动车数量快速增加、黄标车超标排放尾气、城区垃圾焚烧以及餐饮油烟污染等影响，PM2.5、O3为代表的复合型大气污染问题日益突显，大气环境保护也被列入了“十三五”规划[1]。在“十三五”规划指引下，全市各级政府及相关部门高度重视大气污染防治工作，注重运用法律、行政、经济等手段促进经济、社会和环境的协调发展。制定出台《福州市大气污染防治行动计划实施细则》《福州市臭氧污染应对办法》及《2020年福州市颗粒物污染防治行动计划》等一系列规定，安排修订《福州市大气污染防治办法》也列入《福州市人大常委会2020年立法计划》，为深化大气污染治理提供了制度保障。

近几年我国学者在大气环境预测方法和各类模型研究的基础上，对大气污染物特征开展了广泛研究[2～18]。开展大气污染物特征及污染防治对策的研究可以理顺区域环境和经济利益关系，提高福州市保护大气环境的积极性,同时可以进一步采取措施进行大气污染防治、有效减少大气污染问题的发生。

综上，“十三五”期间福州市大气污染物特征及污染防治对策的研究既可为编制福州市“十四五”环境保护规划提供重要依据，也能够为相关部门的科学决策提供支持，对协调福州市区域社会、经济与环境之间的关系具有重要意义。

2 研究区概况

福州市[19](25°15′N～26°39′N，118°08′E～120°31′E)别名榕城，为福建省省会，位于福建省东部，东濒东海,是一个典型的河口盆地城市，四周被群山峻岭所环抱，境内地势自西向东倾斜。全市总面积1.2万km2，山地、丘陵占全区土地总面积的72.68%，闽江横贯市区东流入海，属亚热带季风气候。福州市是中国市场化程度和对外开放度较高的地区之一，定位在福建发展和海西建设全局中发挥龙头带动作用，是福建省重要的交通枢纽和物流中心。经济、政治、社会、文化等方面的优势和有利条件吸引了众多重大项目落地福州，全国特殊奥林匹克运动会、首届全国青年运动会、数字峰会、世界遗产大会等越来越多国内国际大型活动也趋向于在福州举行。随着福州市经济连续高速增长带来的大气污染问题也一直被市委、市政府及相关部门所关注，福州市也成为了大气污染治理的热点区域。

3 数据与方法

3.1 数据来源

福州市共有鼓山、五四北、杨桥西路、紫阳、师大、九龙6个国控空气质量监测站点，鼓山国控空气质量监测站点作为背景点不列入此次参考范围。分别收集上述监测站点2016年1月1日至2020年9月30日SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等污染成分日均浓度数据作为本次研究的数据源，各类污染气体的监测仪器详见表1。

3.2 数据处理方法

由于停电、连接不良、分析仪器离线、有效监测时数不足等原因导致少量天数或个别空气质量监测站点监测数据缺失或是监测数据无效(缺失及无效率可忽略)，移除缺失或无效数据后，利用福州市dbsee5s及airsum数据查询平台对数据进行整理统计，将以上除鼓山(背景点)外的其他5个国控点位监测数据的平均值作为福州市空气质量各指标的监测值，通过Oracle 11g进行了数据分析。

表1 主要监测仪器

4 结果与讨论

该研究分析了福州市“十三五”期间环境空气质量状况(达标情况、超标因子、首要污染物等)、各污染物的浓度变化特征及“十三五”期间整体趋势。

4.1 福州市“十三五”期间环境空气质量状况

福州市“十三五”期间每年综合指数均低于2015年，环境质量整体向好，相关指标数据详见表2，由表2可看出“十三五”期间福州市首要污染物均为NO2、PM10、PM2.5、O3四类。

由图1可看出“十三五”期间福州市空气质量优良率先呈逐年下降趋势，到2018年达到最低值，而后逐年升高；超标率反之，在2018年达到峰值(轻度污染天数高达28 d)：2018年福州市较往年提前进入高温晴热天气，台风数量减少，降雨量下降，受不利气象条件及区域性臭氧污染传输影响，叠加本地污染源，导致臭氧浓度升高，从4月10日首次出现臭氧轻度污染始，到10月30日止，臭氧超标天数同比增多至26 d，全年以臭氧为首要污染物的天数高达151 d，臭氧污染形势十分严峻。

表2 2015年1月1日至2020年9月30日福州市环境空气质量相应指标数值

总体而言，“十三五”期间，福州市坚持打好蓝天保卫战，扎实推进二氧化硫和氮氧化物减排，能源结构进一步优化，优化升级产业结构，淘汰落后产能，压减过剩产能；执行重点行业大气污染物特别排放限值、开展挥发性有机物治理，积极推进钢铁行业超低排放改造；持续推进扬尘污染、移动源污染、矿山复绿等专项整治行动，持续推动大气环境质量改善。

4.2 福州市主要环境空气指标变化特征

根据图2，“十三五”以来，主要环境空气指标中，SO2、NO2年均浓度在较低水平波动；PM10、PM2.5年均浓度及CO总体呈缓慢下降趋势；和2015年相比，O3

浓度在2016年有所下降，至2017年又大幅度反弹，2018年持续升高，2019～2020年9月30日有所下降。参照表3[20]，六类污染物的浓度均低于国家规定的二级浓度限值，其中SO2、NO2、及CO都达到环境空气一类区标准，且浓度远优于一级浓度限值水平。PM10、PM2.5及O3浓度则还有改善空间[21]。

近年来，福州市在扬尘污染问题的治理上力度不断加强。道路和施工是大部分城市扬尘的主要来源，建筑工地、拆迁工地、施工道路、市政设施的建设等项目在施工过程中采取的降尘、覆盖等防护措施相对到位，特别是在《提升福州市环境空气质量行动计划》及历年实施方案出台后，福州市对扬尘的管控措施已形成常态化管理，管理效果显著，颗粒物年均浓度及PM10、PM2.5为首要污染物的天数逐年减少。而O3生成与其前体物存在非线性关系:大气中NOx浓度较高时，臭氧生成受 VOCs 控制；当大气中 VOCs浓度较高时，臭氧生成受 NOx控制[6]，不当的控制措施可能起到相反的作用。

图2 福州市主要环境空气指标变化趋势

表3 环境空气污染物基本项目浓度限值

4.3 4种首要污染物历年占比变化特征

根据表2，对福州市“十三五”期间历年的首要污染物进行分析，得出首要污染物变化趋势(如图3，其中2015年的占比作为参照，2020年的数据截至9月30日)。由图3可看出，PM10、PM2.5及NO2为首要污染物的天数占比均呈稳步下降趋势，至2020年统计时段，占比下降至5%以下，其中NO2低至0.4%。而O3则出现相反趋势，首要污染物为O3的占比在“十三五”期间大幅上升，最高值在2018年达到41.4%，而后两年虽有所回落，但占比仍高于38%，远远大于2015年首要污染物处于高位的PM10水平(26.1%)。随着颗粒物浓度的降低，臭氧逐渐成为影响福州市环境空气质量的首要因素。

图3 福州市“十三五”期间首要污染物变化趋势

结合福州市“十三五”期间首要污染物变化趋势，将O3作为主要污染因子，对其成因及防控对策进行分析，以期达到更好的防治效果。

5 O3影响因素分析

5.1 本地污染源影响

O3生成的主要前体物为氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)，根据福州市大气污染源清单编制工作的调查结果显示，VOCs主要来源机动车尾气、工业源(化工医药、工业涂装、油气挥发、家具、塑料、印刷、钢铁炼焦行、电子信息、化纤印染等行业)排放和加油站油气挥发,氮氧化物主要来源工业源(建陶、钢铁炼焦、火电与垃圾焚烧发电、化工化纤行业等)排放和交通污染源(机动车尾气排放)。

5.2 气象条件影响

当遇到不利气象条件时，如：副热带高压、高温、边界层低、静稳天气等不利气象条件下，容易导致臭氧前体物累积并发生臭氧轻微污染，且发生轻微污染后一般需要2～3 d时间污染物方可逐步消耗消散。

5.3 地形地貌影响

福州地处闽江下游冲击盆地，三面环山，扩散条件差，污染物聚集后不易扩散，这也是造成轻微污染的原因之一。

5.4 外来传输影响

由于九龙国控点位地处沿海，极易受到沿海臭氧传输影响，此外，外来高空传输也极易对福州市空气质量造成不利影响。

6 结论

(1)“十三五”期间，福州市首要污染物均为NO2、PM10、PM2.5、O3四类，六类污染物浓度均达到国家二级浓度限值，其中SO2、NO2及CO远优于一级浓度限值水平，环境质量整体向好。

(2)从福州市空气质量天数比例来看，“十三五”期间福州市空气质量优良率呈先降后升趋势。2018年超标率最高，达到7.7%，其中O3超标天数高达26 d，全年以O3为首要污染物的天数高达151 d，O3污染严重。

(3)从福州市主要环境空气指标变化趋势来看，“十三五”以来，福州市主要环境空气指标中，SO2、NO2年均浓度在较低水平波动，PM10、PM2.5及CO总体呈下降趋势，O3则呈先升后降趋势。

(4)PM10、PM2.5及NO2为首要污染物的天数占比均呈稳步下降趋势，O3相反，首要污染物为O3的占比在“十三五”期间大幅上升，最高值在2018年达到41.4%，而后两年占比仍处于高位。O3污染是当前福州市最突出的大气污染问题，要控制O3污染，关键在控制机动车尾气及工业源排放，沿海及外来传输的影响也不容忽视。

7 建议

通过对福州市“十三五”期间大气污染物特征的研究，结合对首要污染因子O3的分析，提出以下建议。

(1)关注工业企业综合治理。工业企业作为福州市经济发展的重要推动力，其污染综合治理问题对于经济发展与生态保护具有基础性全局性作用。为此要重点关注以下问题：一是淘汰落后产能。对机械装备、石油化工等行业中不符合国家政策的企业进行关停，并对上述行业相关企业进行减排。如通过工业园区集中供热、进行超低排放改造等减少NOx、SO2排放量。通过对汽车制造、家具制造、制鞋等行业推广使用低挥发性的水性涂料，从源头上减少VOCs的产生量。通过VOCs企业全过程控制，减少气体泄露，提高废气收集率，化工与医药行业推广使用LADR技术，减少无组织排放。对印染化纤行业加强VOCs废气末端治理，实现污染物达标排放。全市新建钢铁、火电、水泥、有色金属项目执行大气污染物特别排放限值。二是加强工业节能。在重点耗能行业全面推行能效对标，推进工业企业能源管控中心建设，推广工业智能化用能监测和诊断技术。三是优化能源结构，推进清洁能源替代。

(2)强化移动污染源、餐饮油烟以及烟花爆竹限放禁放的规定。建议采取高排放车辆限行措施及提前报废补贴政策、提升燃油品质、推广使用新能源车等，实现道路源污染物控制；建议立法明确餐饮服务者应主动减少油烟排放，重申禁止开展餐饮服务项目的情形，通过安装在线监控等措施切实加强饮食业油烟污染防治监督管理；对于烟花爆竹燃放，建议福州市作出相关规定强化节假日期间烟花爆竹管控工作。持续开展扬尘污染防控工作。

(3)建立完善区域大气污染防治协作机制，推进环湄洲湾和环罗源湾-三都澳区域大气污染联防联控。