福鼎市2015～2020年空气质量变化趋势及影响因素分析

赖颖颖

（宁德市福鼎环境监测站，福建 宁德 355200）

大气污染是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境[1]。随着社会经济的发展及能源消耗的增加，同时由于人们生活水平的提高，机动车保有量也在持续增加，导致空气污染问题越来越严重。2020年我国也提出力争在2030年达到碳达峰，2060年实现碳中和的双碳目标。由此可见，大气污染问题已成为日益突出的环境问题，空气质量状况也越来越多地引起了公众的关注。本文以福鼎市空气自动监测站的监测数据为基础，采用Spearman秩相关系数和参照空气质量指数分析方法对该市2015～2020年期间的NO2、PM2.5以及O3等因子进行分析，明确其变化趋势，探讨影响空气质量的主要因素，为该市大气污染控制提出几点建议。

1 数据来源及分析方法

1.1 数据来源

本文主要以福鼎市两座空气自动监测监控子站的监测数据为依据进行分析评价。

1.2 评价指标

根据《环境空气质量评价技术规范》（试行）（HJ663-2013），本文主要以NO2的年平均浓度值、PM2.5的年平均浓度值以及O3的日最大8小时滑动平均值第90百分位数值为评价因子。

1.3 研究方法

依据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中的表1的二级标准，参照空气质量综合指数分析方法，对这三个因子进行质量指数权重比较，分析各因子的污染负荷系数，并采用Spearman秩相关系数对各因子进行年度变化趋势评价。

1.3.1 各因子污染负荷系数计算公式：

式中：Ci-污染物i的浓度值；Si-污染物i的年均值二级标准（其中O3为日最大8小时平均值二级标准）；Ii-污染物i的单项指数；Isum-三个污染物的单项指数之和；Fi-第i项空气污染物的污染负荷系数。

2 统计学Spearman秩相关系数计算公式

式中sγ-Spearman秩相关系数；n--时间周期的数量，n≥5；X j-周期j按时间排序的序号，1≤Xj≤n；Y j-周期j内污染物浓度按数值升序排序的序号，1≤Yj≤n。

3 结果分析

图1为福鼎市2015～2020年空气质量状况。从图1可以看出，2015～2020年，福鼎市的NO2和PM2.5的年均浓度值均符合《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中表1的二级标准（其中NO2的年均值二级标准浓度限值是40 μg/m3，PM2.5的年均值二级标准浓度限值是35 μg/m3），O3的日最大8小时平均第90百分位浓度值均符合《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中表1的二级标准（其中的O3日最大8小时平均值二级标准限值是160 μg/m3）。

图1 福鼎市2015-2020年空气质量状况

3.1 福鼎市2015～2020年三个污染物因子污染负荷系数分析

表1为福鼎市2015～2020年空气各污染物污染负荷系数。从表1可以看出，本文评价的三个污染物因子污染负荷系数变化：2015和2016年污染负荷系数比较是PM2.5＞NO2＞O3，2017年污染负荷系数变化是PM2.5＞O3＞NO2，2018～2020年污染负荷系数变化是O3＞PM2.5＞NO2。由此可知，评价年间NO2的污染负荷比重逐年下降，PM2.5的污染负荷比重近几年有所下降，O3的污染负荷比重是逐年上升并慢慢成为主要污染物因子。

表1 福鼎市2015-2020年空气各污染物污染负荷系数

3.2 福鼎市2015～2020年空气各污染物因子年度变化趋势分析

用Spearman秩相关系数计算及判定方法分析各污染物年变化趋势，如果秩相关系数绝对值大于临界值时，表明变化趋势有统计意义；如果秩相关系数绝对值小于临界值时，表明基本无变化。γs为正值时表示上升趋势，γs为负值时表示下降趋势。查表可知，当n取6，单侧检验的显著水平为0.05时，γs的临界值为0.829。由表2计算结果可见福鼎市2015～2020年NO2和PM2.5呈下降趋势，且趋势明显，但是O3年变化趋势基本无变化。但从每年O3的日最大8小时平均第90百分位浓度值上分析，O3浓度从2015年到2018年是逐年上升的，到2018年达到最大值，2019年开始逐年下降。

表2 秩相关系数的结论

4 空气质量变化影响因素分析

4.1 气象条件的影响因素分析

从空气自动监测监控子站的监测数据可知，2015～2020年空气质量超标天数分别是16、3、2、7、2、2天，其中2015年超标天数大部分出现在1月份且超标天数是评价年间最多的一年，导致了当年福鼎市空气质量在福建省排名靠后。本文以2015年的空气质量为例，从月间变化分析其影响因素。福鼎市位于福建省东北部，北临经济较为发达的温州，素有福建“北大门”和“闽浙门户”之称，2015年初受温州的北霾南移的影响再加上冬季晴冷少雨，降水主要受北方冷空气南下影响，过程雨量不大，冬季容易出现低层逆温，不利于局地污染物扩散[2]，故导致空气维持在轻污染水平且持续天数较长。从图2可见，2015年福鼎市空气污染物浓度主要在夏冬两季较高，冬季由于受季风影响，季风会将北方采暖季节燃煤产生的污染气团南输，加上大气层稳定，极易导致污染物堆积从而降低了空气质量。此外，夏季温度的上升，提高了大气中氮氧化物和VOCS的反应活性，从而产生二次污染，导致空气中O3浓度升高。

图2 2015年年间污染物指标变化

4.2 空气中NO2下降显著的影响因素分析

空气中NO2主要来自燃料燃烧的工业源及汽车尾气排放的交通源。近年来“黄标车”等老旧车辆的淘汰、新能源汽车的推广、共享车辆的普及对福鼎市城区环境空气质量起到了推波助澜的作用[3]。为了推进大气污染防治，助力打赢蓝天保卫战，“十三五”期间福鼎市完成龙安、文渡项目区的煤改集中供热，双岳、星火工业区10蒸吨以下燃煤锅炉完成煤改气工程。福鼎市还对龙安、文渡项目区开展集中供热的企业因燃煤锅炉淘汰形成的可收储排污权进行核定，两个项目区一共可实现1161.38 t的氮氧化物减排量。可见随着燃煤锅炉烟囱的拆除，大大降低了燃煤污染的排放，控制了NO2等污染物的排放。

4.3 尘类污染得到有效控制的影响因素分析

PM2.5的主要来源有自然源和人为源，其中后者对其影响较大。煤炭燃烧、机动车排放、生活垃圾的焚烧和烟花爆竹的燃放以及建筑施工工地等都是PM2.5的重要来源。“十三五”期间福鼎市的燃煤锅炉整治及黄标车淘汰举措对降低尘类污染有一定的贡献。市政环卫部门定期对道路进行洒水清扫及购置雾炮车降低空气中的扬尘。建筑工地进行文明施工、绿色施工，在工地上增加围挡遮盖减少施工扬尘的产生。此外，人们的环保意识逐渐增强，生活垃圾焚烧和烟花爆竹燃放的减少，以及执法部门管控力度的加强对减少PM2.5的排放都起到一定的作用。

4.4 臭氧污染因子的影响因素分析

我国当前臭氧的生成主要是VOCS控制型。近年来随着福鼎市经济的发展，化工行业、涂装印刷以及皮革制造等涉及VOCS排放的企业越来越多，尤其是合成革企业是排放VOCS的主力军。截至2020年福鼎市共有规模以上合成革企业52家，拥有200多条干法、湿法、植绒生产线。在废气治理上只是采用单一的光催化、光氧化、低温等离子、活性炭吸附等较为低效的治理工艺，并不能有效控制VOCS的排放。2019年我市通过整合封闭合成革企业生产线，提升废气收集率以及升级改造废气治理设施、提高废气治理效果，提倡水性、无溶剂、超纤生产技术改造，在一定程度上减少了VOCS的排放。同时对一家喷漆废气排放量较大的美术及礼仪用品制造企业，拨付一笔中央大气污染防治资金用于该公司VOCS的治理。2021年我市对在VOCS减排取得较明显成效的32家合成革制造企业、1家美术及礼仪用品制造企业和1家印染精加工等重点减排企业的VOCS减排量进行核算并形成核算技术报告，共计VOCs年总减排量3833.618 t。同时随着电动汽车的普及，对移动源排放的控制以及对加油站加装油气回收系统，这些举措都是2019年O3排放量出现拐点的原因。

5 控制空气污染的措施及建议

（1）加强烟花爆竹燃放管控，建议设置专门燃放点；针对施工扬尘，施工单位要落实防尘降尘措施，相关部门要加强施工工地和渣土运输监管，健全扬尘网格化治理机制，减少因为运输途中产生的扬尘污染；针对移动源产生的污染，提倡绿色出行，推广新能源机动车，禁止尾气超标车辆上路；环卫部门要定期对城区进行清扫及雾化加湿作业，保证洒水频次及清扫面积。

（2）严格落实高污染燃料禁燃区的管控要求，加强禁燃区管理，形成长效机制。在完成几个工业项目区燃煤锅炉淘汰工作的同时，严把准入关，严禁城市建成区内新增小于30蒸吨/小时，建成区外新建小于10蒸吨/小时的燃煤锅炉。同时鼓励燃气锅炉实施低氮改造和城市建成区生物质锅炉实施超低排放改造。在大气扩散条件不利的情况，已实现集中供热供气的园区可以通过分片分区供气供热，分流开工，减工限产，控制大气污染物的排放，减少因不利的气象条件对空气质量带来的影响。

（3）在PM2.5取得明显治理效果的同时，O3污染成为新的环保难题。聚力攻坚守护蓝天，科学治污，精准治污，依法治污，打赢蓝天保卫战的关键举措就是要做好VOCS的治理。“十四五”期间大气污染治理领域协同已成为主旋律，无论是控制PM2.5还是O3都要加强VOCS和氮氧化物的减排。在“十四五”期间，要继续强化重点行业大气污染物减排，进一步加强对挥发性有机物的控制，深入推进合成革、化工、表面涂装、包装印刷等行业VOCs的治理，新建涉NOx、VOCs排放的重点行业工业项目必须进入工业园区。以合成革行业为重点建立VOCs管控机制，推进在线监控的安装，建立重点VOCs企业“一厂一策”台账。除了控制指标要体现协同之外，区域控制也要体现协同，树立携手共治的理念，尤其要突出重污染天气时期周边区域的联防联控。此外也可以利用不同的行业协会，充分发挥行业协会在大气污染防治中的协同作用，履行行业企业在保护环境中的主体责任。

（4）2021年是我国“碳达峰、碳中和”的元年，要抓紧研究制定二氧化碳排放达峰行动方案，做好低碳宣传及低碳试点工作，以“减污降碳协调增效”为总抓手，牵住以降碳为源头治理举措的“牛鼻子”。通过开展二氧化碳排放达峰行动，实施臭氧污染防治靶向性防控。一手推动高质量发展，一手注重生态建设，以更小的社会成本实现更大的环境效果。