江苏省典型区域大气污染特征分析及对策措施浅析

焦 涛 陆 姗 阚 慧

(南京大学环境规划设计研究院集团股份公司，江苏 南京 210093)

随着工业化和城市化的不断发展，江苏省已成为我国人口密集、能源消耗和污染排放重点区域之一，同时也是强度高和区域性复合型大气污染较为突出的地区之一[1]。大气环境质量提升正逐步成为江苏省乃至长三角区域高质量发展的重要内容之一，坚决打好污染防治攻坚战，实现社会主要污染物排放量大幅减少、生态经济环境信息质量管理总体改善，仍将是未来工作的重点。本文以江苏省南部、中部、北部三个代表性城市为调查对象，分析各地区大气污染的特征、主要污染物的组成和来源以及大气污染的影响因素，并提出相应的对策。

1 引言

研究大气污染的形成机制及影响因素一直是国内外学者关注的焦点，近年来多位学者从多角度分析探索大气污染特征。邓爱萍等对2013至2017年江苏省大气监测数据进行统计分析，结果显示江苏省空气中的污染物主要有 PM2.5、PM10、NO2和 O3等，其中首要污染物所占的天数表现为：PM2.5>O3>NO2，从时间变化来看，秋冬季主要为颗粒物污染，春夏季则以O3污染为主[1]。孟晓艳[2]等研究了2013年-2016年74个城市O3浓度的时空分布和变化趋势，结果发现O3污染具有明显的日变化和季节变化特征，全天 14：00-17：00 改为“时间段内浓度最高，5-10 月为全年最高浓度；O3浓度在长江三角洲、珠江三角洲和京津冀及其周边地区均呈增长趋势，在北京、上海和广州的年增长率分别为1.9%、1.1%和0.8%；各城市O3浓度超标天数平均每年增加 3 天，且O3对环境空气质量指数的贡献逐年增加。由于地形、地貌、人类活动等差异，导致大气污染物在空间分布上呈现一定的差异性。李名升[3]等运用统计学和GIS方法对我国近10年来PM10污染时空格局演变进行分析，结果显示北方地区 PM10污染高于南方地区，两者之间的差异主要体现在北方采暖期。Jiang等研究了京津冀地区 PM2.5污染的时空特征与趋同化趋势，结果发现从每年的污染重心转移模式来看，PM2.5污染总体上是由东向西南方向转移，从季节性污染重心转移模式来看，春夏季向西北方向转移，秋冬季向西南方向转移[4]。赵辉[5]等对我国部分城市 2010 年 O3污染的分布特征进行分析，结果显示我国 O3污染在空间分布上呈现南高北低趋势。龙凌波等对我国沿海地区开展了大气污染聚类分析研究，结果表明我国沿海地区颗粒物污染严重，山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征[6]。

2 研究方法

本文选取昆山、泰州和盐城三座城市作为苏南、苏中和苏北研究区域，首先利用2018-2020年三个城市大气污染物浓度观测资料，从时间变化和空间分布两个方面进行分析，系统地研究三个城市大气污染物浓度的分布和变化特征。

此次研究采用的方法为文献综述和数据分析相结合，文献主要来自中国知网，研究中用到的污染物数据，来源于城市空气质量实时发布平台，时段为2018年至2020年全年的日均值污染物浓度(SO2、NO2、PM2.5、PM10、O3和CO)。

3 时间污染特征差异分析

3.1 月度变化特征

通过统计分别分析昆山市、泰州市和盐城市2018年到2020年的大气污染程度，如图2所示，发现三市大气污染月度变化特征基本一致：大气污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO的月均浓度基本呈现为“中间低、两端高”的月变化特征，高浓度月份主要集中在12月和1月，7、8和9月浓度较低；而O3的月均浓度则呈现为“中间高、两端低”的特征，且呈双峰变化，5月浓度最高，而后逐渐降低，8月后又开始逐渐升高。

图1 昆山、泰州和盐城代表站点及空气质量监测站点分布图

图2 苏南、苏中、苏北典型城市5项污染物月均浓度变化情况

图3 苏南、苏中、苏北典型城市6项污染物季节浓度污染百分比分布情况(注：数据来源于城市空气质量实时发布平台)

3.2 季度变化特征

(1)NO2、CO、PM10、PM2.5

如图3所示，三个典型城市主要污染物(NO2、CO、PM10、PM2.5)浓度的季节变化大致为冬高夏低，春秋次之。这是由于冬季气温较低，大气层结稳定，且江苏及周边地区秸秆燃烧产生大量颗粒物，导致大气污染物在区域范围内剧增；夏季空气有较强的对流现象，降雨量大，对污染物的沉降和扩散有好的影响。同时气象条件也是形成这种季节变化特征的主要因素，夏季、秋季多为海洋清洁气团，降水多，且混合层高度较高，有利的扩散条件致使污染物浓度较低；春、冬季，江苏省域易受北方污染气团的影响，且混合层高度较低，容易积聚污染物，因此春冬季容易出现雾霾。

(2)O3

三市O3浓度的季节变化呈现为夏高冬低，春秋次之。O3是典型的光化学污染物，夏季的太阳辐射强度较大，易发生光化学反应，致使O3浓度高于其他季节；此外，有研究提出中纬度区域易在春季发生对流层顶折叠现象，该现象使平流层O3进入对流层，造成春季O3浓度较高[9]；江苏地区秋季降雨较多，相对湿度的增加抑制了光化学反应速率，造成秋季O3浓度较低。

(3)SO2

苏北地区SO2浓度季节变化呈现为冬>春>秋>夏；苏中地区呈现为春>冬>秋>夏；苏南地区呈现为春>秋>冬>夏。

SO2的主要污染来源为各类燃煤源。苏北地SO2冬、夏浓度差值为 2.99 μg/m3，苏中和苏南地区SO2春、夏浓度差值分别为3.65 μg/m3、0.84 μg/m3。苏南地区SO2季节浓度最高值和最低值之间相差不大，区别于苏北和苏中地区季节分明的浓度变化特征，可见苏南地区SO2浓度受季节变化影响较小。三个地区SO2夏季浓度最低，这主要是受夏季高湿及强降水清除与转化作用的影响。

4 空间污染特征差异分析

三个地区的大气污染特征在空间上呈现一定的相似性和差异性。2018年-2020年，三市主要大气污染物浓度均呈逐年下降趋势，可以反映出我省各区域大气污染控制成效显著。

图4 苏南、苏中、苏北典型城市6项污染物年度污染浓度变化情况(μg/m3，CO*10μg/m3)(注：数据来源于城市空气质量实时发布平台)

(1)SO2、NO2和CO

三种污染物的浓度空间分布相似，呈现由北向南逐渐递增的趋势，最大值区位于苏南地区。SO2的首要来源为各类燃煤，NO2的首要来源为电厂、锅炉等燃煤源和机动车尾气等源类排放的NO的大气氧化，CO的首要来源为燃烧源中碳的不完全燃烧。作为全国发展工业经济最发达的地区之一，江苏省拥有着密集的交通网络，聚集着大量的工业园区及高煤耗企业。如何治理钢铁、水泥、建材等非发电行业的煤污染是当前工作的重点。

(2)PM10、PM2.5和O3

苏北、苏中地区可吸入颗粒物(PM10)浓度总体大于苏南地区[1]，三市细颗粒物(PM2.5)浓度差距并不明显。O3浓度的空间分布表现为苏北>苏中>苏南，其高浓度区域位于苏北，且远高于苏中、苏南地区。

江苏省地区在降幅空间不大的情况下，存在颗粒物(PM10、PM2.5)和O3浓度“北高南低”空间分布特征，这与其重污染天气“北高南低”的特征重合，这种特征的形成，与污染物输送路径的影响有关，苏北、苏中地区由于特殊的地理位置，更容易受到北方沙尘或者污染天气影响。

(3)PM2.5/PM10比值

粗细颗粒物浓度的比值一定程度上能表明污染的类型和污染物来源。2018-2020年，除苏南外，苏北和苏中地区的PM2.5/PM10比例均有所上升[1]，苏中PM2.5/PM10比例远高于另两地区，高达0.62～0.66，在三区细颗粒物(PM2.5)浓度差距不明显的前提下，说明苏中细颗粒物的浓度比例较高，污染来源主要以本地和附近地区污染物输送为主。

图5 苏南、苏中、苏北典型城市PM2.5/PM10对比情况(注：数据来源于城市空气质量实时发布平台)

5 对策措施及建议

通过对江苏省苏南、苏中、苏北典型城市的大气污染特征的深入分析，剖析了各区域大气污染的主要影响因素。本文分别对各区域的大气污染治理提出针对性措施建议，有利于提升我省各区域大气环境质量。

(1)苏南地区

强化燃烧源长效管控。严格落实煤炭消费总量和强度“双控”机制，持续推动使用电能替代燃煤和燃油等不清洁能源，提升电力能源消费占全社会总能源消费的比重。深化机动车污染防治工作，加快淘汰国三及以下排放标准的柴油货车、采用稀薄燃烧技术或“油改气”的老旧燃气车辆，推行公共交通、自行车或步行等低碳城市交通模式。

强化氮氧化物排放控制力度。苏南地区大气中的NOx主要来自于电力、钢铁以及机动车。①固定源方面，煤气化电厂要实施低氮燃烧技术改造，加快完成所有烧结机的脱硝改造。加强管控工业炉窑生产过程中的无组织排放。②移动源方面，深化机动车污染防治，加强油品供应和质量保障，优化调整货物运输结构，加快推进非道路移动机械精准管控。

(2)苏中地区

深化细颗粒物污染防治。PM2.5主要来自一次排放和二次转化生成[12]，全面深化扬尘面源污染管控，尽可能减少PM2.5一次排放；加强城市道路清洁，提高道路清洁水平；实施工地运输车辆规范化管理，逐步推进扬尘治理。二次转化产生的组分主要由工业生产排放的二氧化硫、氮氧化物等污染物通过化学反应转化形成。加大力度控制工业企业污染物排放，以进一步降低二次组分浓度。

(3)苏北地区

探索臭氧污染控制路径。臭氧污染属于二次污染，通过控制其前体物 VOCs和NOx的浓度可减缓臭氧污染[11]。在短期内，更严格地控制VOCs排放可以相对较快地降低O3污染水平。在4～10月臭氧污染高发期间，可制定区域臭氧污染强化管控企业清单，以化工、涂装、电子、包装印刷、家具制造、塑料制品等VOCs排放重点行业，制定企业臭氧管控“一厂一策”，引导企业开展生产工艺和治理设施升级改造。定期开展一轮VOCs专项检查和监督性抽测，同时开展VOCs污染源清单与来源解析，协同控制NOx排放，缓解臭氧污染态势。