攀枝花市经济发展对环境空气质量的影响

谢 南，刘馨语，季浩宇，唐 毅，杨翠香

(1.攀枝花市生态环境监测中心站，四川 攀枝花 617000；2.攀枝花市气象局，四川 攀枝花 61700)

0 引言

近年来，随着经济不断发展，人民的生活质量不断提高，为满足对美好生活的向往，我国环境空气质量受到广泛关注，特别是在经济发达的地区，如京津冀、长江三角洲、珠江三角洲以及成渝地区等[1-3]。目前评价城市环境空气质量的有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、细颗粒物和颗粒物六项参数。

攀枝花，地处中国西南川滇结合部，位于四川最南端，北距成都614km，南至昆明273km，西连丽江、大理；是四川通往南亚、东南亚的最近点。攀枝花地处攀西裂谷中南段，属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌；夏季长，四季不分明，而旱、雨季分明；全市总面积7440.398km2，下辖3个区、2个县；截止2019年，攀枝花市实现地区生产总值1010.13亿元，户籍总人口108.37万人。攀枝花市是我国长江上游最大的矿业城市，也是典型的工业城市之一，钒钛磁铁矿、石灰岩矿、煤矿及各类矿产资源在市区及其附近范围内分布，根据历年数据调查统计，攀枝花市的钒、钛储量位于全国第一，铁储量位于全国第二，钛、钒储量同时也在世界排名第一位和第三位。“十三五”期间，全市工业经济持续增长，钢铁、钒钛、能源、化工等支柱产业规模不断扩大，民营企业发展迅速，产业链条逐步延伸，优势产品产量持续增长，钒钛资源综合利用力度加大，钛产业群已初步形成。

1 研究内容

1.1 环境空气质量监测数据

评价攀枝花市环境空气质量的数据由分布在东区、西区和仁和区的5个国控空气自动监测站点全年365d连续监测所得，分别为仁和、四十中小、河门口、弄弄坪和炳草岗，该监测系统代表了攀枝花市主城区的环境空气质量情况。监测点位及功能区划分详见表1。

表1 攀枝花市环境空气质量监测点位置及功能区

1.2 监测方法及方法来源(表2)1.3 监测时间及数据分析

表2 监测方法、方法来源、使用仪器

监测时间选取2015年1月1日—2019年12月31日，采用每天24h连续自动监测，每5min将各子站监测数据通过数据采集仪实时上传，按照《GB 3095-2012环境空气质量标准》和《HJ 663-2013环境空气质量评价技术规范(试行)》中二级标准的要求，整理统计得到2015—2019年环境空气质量年均值。

1.4 社会经济发展数据

选取社会经济发展数据中的全市地区生产总值(GDP)，第一、二、三产业增加值，全年全社会建筑业增加值，房屋施工面积，全市机动车保有量等(数据来源于2015—2019年攀枝花市统计局发布的各年度攀枝花市国民经济和社会发展公报)。

2 研究方法和步骤

2.1 采用SPSS软件中Spearman秩相关系数法

Spearman秩相关系数是一个非参数性质(与分布无关)的秩统计参数，由Spearman在1904年提出，用来度量两个变量之间联系的强弱(Lehmann and D’Abrera 1998)。Spearman秩相关系数可以用于R检验，同样可以在数据的分布使Pearson线性相关系数不能用来描述或是用来描述导致错误的结论时，作为变量之间单调联系强弱的度量。在统计学中，Spearman秩相关系数或称为Spearman的ρ，是由Charles Spearman命名的。

Spearman 秩相关系数法：在给出的时间周期Yj……Yn，有和其对应的数值X(即年均值Xj……Xn)，将X从大到小进行顺序排列。Spearman秩相关系数法计算式如下：

式中：ρ—Spearman 秩相关系数；n—时间周期的数量，n≥5；Yj—周期j按时间排序的序号，1≤Yj≤n；Xj—周期j内年均值按数值升序排序的序号，1≤Xj≤n。

2.2 分析步骤

一是采用SPSS软件中Spearman秩相关系数法[4]找到六项环境空气质量监测数据年均值与社会经济发展数据中全市地区生产总值(GDP)、第二产业增加值、全年全社会建筑业增加值、房屋施工面积、全市机动车保有量等数据的相关性进行分析；二是根据相关性较强的项目进行分析解释；三是评价攀枝花市社会经济发展对全市环境空气质量的影响。

3 环境监测数据及经济相关数据

3.1 环境空气质量

表3数据中2015—2019年攀枝花市颗粒物(PM10)和一氧化碳(CO)变化幅度较小；二氧化硫(SO2)具有一定的波动性，但2019年与2015年浓度变化较小；二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)有逐年升高的情况出现，为攀枝花环境空气质量变化的主要特征因子。

表3 攀枝花市2015—2019年环境空气质量年均值 (μg/m3)

其中二氧化硫和一氧化碳的主要来源为石油加工与炼焦、钢铁、化工等行业为代表的第二产业；二氧化氮、颗粒物和细颗粒物除了来源于第二产业之外，还与第一产业农业生产中生物质燃烧(秸秆焚烧)有关，与机动车、汽修、餐饮和建筑等行业相关。目前有研究把臭氧作为大气中通过光化学反应生成的二次污染物，发现前体物氮氧化物、一氧化碳及挥发性有机物等污染物对臭氧的生成具有不同的作用[5]，臭氧污染除了受前体物的影响，气象要素、天气系统对其也有重要影响[6]。

3.2 污染源排放在线监测数据

表4 攀枝花市2015—2019年污染物排放在线监测数据 (t)

3.3 经济及相关数据

表5 攀枝花市2015—2019年经济和相关产业情况

4 分析结果

4.1 Spearman秩相关系数分析结果

用攀枝花市2015—2019年环境空气质量数据与经济和相关产业情况的数据进行Spearman秩相关系数分析后，二氧化氮、臭氧和细颗粒物与经济发展具有相关性，其余三项污染物与经济发展相关性较小。

从表6中可得如下结果：二氧化氮与第一产业增加值、机动车保有量和全社会建筑业增加值相关性检测极显著，与第三产业增加值相关性检测较显著；臭氧与第一产业增加值、机动车保有量和全社会建筑业增加值相关性检测较显著；细颗粒物与第一产业增加值、机动车保有量和全社会建筑业增加值相关性检测极显著。

表6 Spearman秩相关系数分析结果

4.2 第一产业增加值对主要污染物的影响

如图1所示，二氧化氮和细颗粒物年均值浓度逐年上升；臭氧浓度2016年略微降低，2017—2019年逐年升高，且2018年上升幅度最大；第一产业增加值逐年升高，2019年上升幅度最大，同比上升131%。

图1 攀枝花2015—2019年第一产业增加值和NO2、PM2.5、O3年均值浓度变化趋势

攀枝花市农业源主要来自农业氮肥施用、畜禽养殖和秸秆焚烧三个方面。近年来，随着攀枝花市加快推进精品特色农业发展，产业结构不断优化，大力培育发展新型农业经营主体，培育和打造了一批品牌农产品，极大地提升了农产品附加值，推动了农业人口脱贫和增收致富，极大地提高了农业人口对农业发展的积极性。然而第一产业的发展也同样带来了环境问题，农民的观念问题一直是秸秆焚烧屡禁不止的重要原因，认为秸秆焚烧后会给土壤增加草木灰类肥料，除了焚烧没有其他的作用，农业的发展势必会给环境带来影响。除此之外在冬春季节攀西地区森林防火需要进行计划烧除，在人为控制下有计划、有目的地在一定生态条件下用低强度的火烧除天然可燃物，为防火、育林、放牧或减少森林病虫害等目标，在全市范围内的山上对一些杂草、灌木等计划烧除森林防火带，这一任务是攀枝花市每年森林防火灭火工作的重要组成部分，虽然在燃烧的过程中会产生二氧化氮、一氧化碳、颗粒物和细颗粒物，会使大气中的有害气体增加，破坏大气结构，导致温室效应加剧，严重影响人们的身体健康，但为了人民群众的生命财产安全必须开展。从2019年数据可看出，第一产业的快速增长对环境的影响有限，第一产业增加值成倍增长的情况下没有造成环境空气量相关因子等比例上升，故应鼓励和推动第一产业发展，并与第三产业融合发展，为社会经济发展提供新动能。

4.3 第二产业增加值对污染物的影响

Spearman秩相关系数分析结果显示，第二产业增加值的变化对六项污染物的变化不具备相关性；攀枝花市第二产业增加值缓慢增长，在2018年第二产业增加值略微下降，2019年第二产业增加值明显下降。由图2可看出：由攀枝花市生态环境局信息中心提供的纳入监测的主要企业(以攀钢集团为主)的在线监测数据，2018年4月由原来的30家企业新增到40家企业，烟尘和二氧化硫均为先升高再降低，其中烟尘从2015年的1073.6t上升到2017年的2591.9t，之后两年逐年递减至2019年1971.2t；二氧化硫从2015年的5214.6t上升到最大值为2016年的6730t，然后降至2019年的5310.6t；氮氧化物呈逐年升高的态势，从2015年的4182.1t上升到2019年的9010.6t。

图2 攀枝花市2015—2019年污染源在线监测数据和第二产业增加值变化图

2016年12月2日，中央电视台报道了3号、4号焦炉阵发性烟尘散排问题后，攀钢立即成立3号、4号焦炉环保问题调查和整改攻关组，形成专项工作方案，进行系统整治。针对3号、4号焦炉出现的烟气局部散排、环保指标不能持续稳定达标等问题，攀钢从工艺技术攻关、焦炉修补技术攻关、管理措施加强等方面着手，打出系统治理的“组合拳”，特别是省、市环保督察工作开展以来，攀钢更是加大了对3号、4号焦炉的整改力度。得益于近年来企业对社会责任的担当以及社会各方力量的监督，企业生产不断转型升级，增加污染防治措施，尤其是攀钢集团不断升级改造脱硫和除尘设备，二氧化硫和烟尘两项指标都得到了有效控制，使得第二产业经济发展的同时对环境空气质量的变化产生较小影响。

工业源排放的氮氧化物浓度逐年增加，2019年的排放量是2015年的2倍多，但环境空气中二氧化氮的浓度并没有成倍增长，仅由2015年的29μg/m3上升至2019年的36μg/m3。

第二产业增加值占攀枝花市GDP的比重较大，对全市经济增长有主导作用，城市工业化水平较高，居四川省前列。攀枝花市产业结构调整正处于第二产业向第三产业过渡阶段，产业转型升级明显，工业逐步由钢铁为主转向钒钛和钢铁齐头并进，由原来的初级钢材向精加工转变。第二产业发展在兼顾环境保护的前提下，得到了优化发展，让钢铁行业对环境造成的影响降低到较小程度。

4.4 全社会建筑业增加值对污染物的影响

自2016年攀枝花市开启棚户区改造工作以来，攀枝花市房地产行业蓬勃发展，如表7所示：全社会建筑业增加值不断增长，尤其是2019年增加幅度最大，达到63.3%。

表7 攀枝花市2015—219年全社会建筑业相关情况

棚户区改造项目助推房价上涨以及攀枝花市新区建设的推进，使房屋施工面积整体呈上升趋势，2017年房屋销售面积达到175.58万m2，近两年年销售面积也维持在150万m2以上。在棚户区改造初期，攀枝花市房地产行业经历了去库存后，房价上涨后极大刺激了房地产发展，大量新楼盘小区及相关配套设施开工建设，加上近年来，攀枝花市市区范围内开工银江水电站、金沙水电站等重大建设项目，全社会建筑业增加值不断上升同时，对攀枝花市的环境空气质量造成了一定的影响。

全年全社会建筑业增加值与二氧化氮和细颗粒物相关性检测极显著，与臭氧相关性较显著，这是由于氮氧化物和挥发性有机物等为臭氧反应生成的前体物，二氧化氮和细颗粒物的浓度对臭氧的浓度有着直接影响。由图3可看出：全社会建筑业增加值不断增长，尤其是2019年增加幅度最大，达到63.3%；二氧化氮和细颗粒年均浓度呈逐年上升的趋势，臭氧年均浓度2016年有所下降后逐年上升。

图3 攀枝花市2015—2019年全社会建筑业增加值和相关污染物变化图

4.5 全市机动车保有量对污染物的影响

由表8可看出，机动车保有量逐年增长，2019年相比2015年增长25.1%；汽车的保有量也逐年增长，2019年相比2015年增长41.2%，汽车数量的增长在机动车保有量增长中作出主要贡献，随着人民生活的不断改善，私家车数量不断增长；柴油车的数量2016和2018年有所下降，在2017年和2019年为上升，其中2019年上升的幅度最大，同比上升16.1%，与2015年相比上升1.1%，柴油车的数量整体较2015年有所上升。2013年攀枝花市出台了《攀枝花市人民政府关于加快推进机动车污染防治工作的实施意见》之后，对超标车辆进行严格管控，规定对超标机动车强制检测维修和淘汰报废等制度，严厉打击超标排放机动车。其中超标排放的机动车中大多数为柴油车，因此柴油车有下降的情况出现，但2017年和2019年分别为棚户区改造中期和市内重大项目工程的开工之年，大型工程车辆多以柴油为燃料，故柴油车数量在这两个年份有所上升，且上升速度较快。

表8 攀枝花市2015—2019年机动车保有量情况 (万辆)

全市机动车保有量与二氧化氮和细颗粒物相关性检测极显著，与臭氧相关性较显著。机动车保有量逐年上升，二氧化氮和细颗粒物年均值浓度逐年上升，臭氧年均值浓度2016年下降后逐年上升。

图4 攀枝花市2015—2019年机动车保有量和有关污染物浓度变化图

5 结论及建议

首先，攀枝花市环境空气质量受社会经济发展影响最大的三个因子是：二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)；其中全社会建筑业增加值和机动车保有量对二氧化氮和细颗粒物的影响尤其明显，具有极显著的相关性，城市不断扩张，房地产项目的兴起、汽车保有量不断增长以及重大建设项目的开建对环境空气质量影响显著。随着人民生活质量的不断改善，私家车数量不断增长以及在项目建设中需使用大量工程车辆，且多为柴油车；车辆产生的废气，其中所含有的固体悬浮微粒、一氧化碳、氮氧化合物、挥发性有机物等上百种不同的化合物，攀枝花市拥有的机动车数量相比其他城市不多，但城区的街道车辆密度大，且车辆排放源多处于近地面，在大气扩散条件不好的情况下，尾气的排放直接循环流动于整个城市空间，尤其是大型工程车辆的尾气排放对攀枝花市环境空气质量中的二氧化氮、臭氧和细颗粒物的升高起到关键性的作用。应注重监管建筑业项目工程，对大型工程车辆等机动车进行管控，严格执行老旧机动车强制报废制度，同时控制城市机动车增长速度。

其次，攀枝花市以矿业和钢铁为支柱产业，是典型的工业城市，第二产业仍是攀枝花市GDP的主要增长动力，随着供给侧结构性改革的不断推进，由传统的粗放式生产的产品转变为精深加工的高品质产品，企业在提高生产和产品附加值的同时在环保领域的投入也在不断加大，“十三五”期间新增和改造升级的脱硫、除尘设施对攀枝花市环境空气质量的改善做出了极大贡献，污染源的减排控制有效地减小了各项监测指标急剧上升的可能，随着攀枝花市经济和科学技术的发展，促进工业工艺和生产水平不断升级换代，环境污染治理水平不断提高，环境空气质量有所改善，但部分指标缓慢上升，臭氧污染甚至有更加严重的倾向。应该持续增加环境保护投入，加大宣传力度，新增脱硝设施，改变粗放型经营模式，发展循环经济，切实改善环境空气质量，打赢蓝天保卫战。

最后，第一产业和第三产业增加值的上升，对攀枝花市环境空气质量有一定影响。发展第一产业的同时，农作物秸秆综合利用工作事关生态文明建设大局，因此，可以积极推进农作物秸秆肥料化、饲料化、基料化、原料化、能源化利用，大幅度提高秸秆资源的产业附加值；第三产业增加值的上升主要体现在人民生活水平的日益提高，服务业的丰富并日益繁荣，让攀枝花市范围内的市民跨区域消费成为了可能，人员的流动势必带来机动车的使用，对环境造成的影响是不可忽视的，应当加快统筹城市交通管理，优化城市功能和布局规划，大力发展城市公交系统，城市交通发展实施公交优先战略。推广城市智能交通管理和节能驾驶技术，鼓励选用节能环保车型，推广使用天然气汽车和新能源汽车，并逐步完善相关基础配套设施。积极推广电动公交车和出租车。通过实施中心城区内外停车场差别化收费，适当降低公共交通乘车收费标准，采取措施促进降低机动车使用强度。

综上所述，2015—2019年攀枝花市经济发展整体向好，不断优化了产业结构，着力推进供给侧结构性改革。攀枝花市以工业为根本，不断发展的同时注重工业污染治理，为第一产业和第三产业的发展预留了空间。但建筑业繁荣和机动车数量的增长挤占了很大一部分环境容量，需要进一步加强治理。值得关注的是第一、三产业的发展对环境空气质量虽然有所影响，但是影响较小，具有较大空间，因此需进一步加大产业结构调整力度，深挖潜力，促进第一、三产业快速发展，作好钒钛、阳光两篇文章，把资源优势充分转化为产业优势和经济优势，实现高质量发展目标。