任宇超 鄒北冰 朱 喬 戴 靜 張 彬 馮 凝 黃曉鋒

(北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院，城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518055)

深圳市近年來PM2.5污染控制效果分析*

任宇超 鄒北冰 朱 喬 戴 靜 張 彬 馮 凝 黃曉鋒#

(北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院，城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518055)

PM2.5化學(xué)組成 控制效果 深圳市

深圳市作為中國改革開放的窗口，承載著約1 000萬人口，GDP約1.7萬億元，是中國乃至全球經(jīng)濟(jì)最為活躍的地區(qū)之一。深圳市在進(jìn)入新世紀(jì)后，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，灰霾現(xiàn)象頻發(fā)，社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展受到嚴(yán)重約束。PM2.5污染導(dǎo)致的灰霾現(xiàn)象對居民身體健康也有不利影響[1-4]。近年來，深圳市推出了多項(xiàng)大氣污染控制措施，強(qiáng)化了大氣污染防治力度，使深圳市空氣質(zhì)量出現(xiàn)了大幅度改善。本研究根據(jù)深圳市近年來的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)與社會經(jīng)濟(jì)資料，分析了深圳市大氣灰霾與PM2.5污染變化特征及相關(guān)控制措施的有效性，不僅為深圳市未來的空氣質(zhì)量管理提出科學(xué)的建議，也為國內(nèi)其他城市制定空氣質(zhì)量管理政策提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 深圳市概況

1.1 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況

深圳市地處廣東省南部、珠江三角洲東岸，東臨大亞灣和大鵬灣，西瀕珠江口和伶仃洋，南隔深圳河與香港相連，北部與東莞市、惠州市接壤(見圖1)。

圖1 深圳市行政區(qū)域圖Fig.1 Administrative zoning map of Shenzhen

作為我國重要的國際門戶，深圳市發(fā)展速度迅猛，其機(jī)動機(jī)數(shù)量和GDP等社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)如圖2所示。深圳市2015年的GDP約1.75萬億元，約為2006年的3倍，2015年人口總數(shù)達(dá)1 137.9萬人[5]，人口較稠密。2015年機(jī)動車數(shù)量達(dá)314.7萬輛，車輛密度極高。人口和車輛密度高、增長速度快給深圳市大氣環(huán)境帶來了空前壓力。《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)將PM2.5列入常規(guī)監(jiān)測與考核指標(biāo)，2013年國務(wù)院與深圳市政府先后出臺了《大氣污染防治行動計(jì)劃》與《深圳大氣環(huán)境質(zhì)量提升計(jì)劃》，多項(xiàng)政策標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施給深圳市大氣污染防治工作提出了更高的要求。

圖2 深圳市2006—2015年機(jī)動車數(shù)量和GDP的年變化趨勢Fig.2 Annual variation trend of vehicle amount and GDP of Shenzhen from 2006 to 2015

1.2 大氣灰霾污染概況

1.2.1 歷史灰霾天數(shù)變化趨勢

PM2.5污染的一個(gè)突出表現(xiàn)就是能見度降低，即灰霾現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，深圳市PM2.5污染與大氣能見度有著非常密切的關(guān)系[6]。根據(jù)深圳市氣象局的觀測資料，深圳市歷史灰霾天數(shù)變化趨勢如圖3所示。深圳市灰霾天數(shù)在1980—1993年較少，從1994年開始明顯上升，2002年首次超過100 d，2004年達(dá)到歷史最高的187 d。2004年后灰霾天數(shù)呈波動式下降。2013年后灰霾天數(shù)平穩(wěn)回落到100 d以內(nèi)， 2015年灰霾天數(shù)降至35 d。

圖3 深圳市歷史灰霾天數(shù)變化趨勢Fig.3 Variation trend of history haze days of Shenzhen

1.2.2 PM2.5濃度歷史變化趨勢

圖4為2007—2015年深圳大學(xué)城站點(diǎn)(以下簡稱大學(xué)城站)與2013—2015年深圳市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱監(jiān)測網(wǎng)絡(luò))的PM2.5監(jiān)測結(jié)果。由圖4可以看出，2007—2015年大學(xué)城站PM2.5年均濃度總體呈降低趨勢，由52.70 μg/m3降低至31.15 μg/m3。2007—2008年P(guān)M2.5濃度降低了15%，降幅較大；2008—2011年P(guān)M2.5濃度降幅減??；2011年后PM2.5濃度降幅又增大，2015年下降至31.15 μg/m3。從圖4中還可看出，大學(xué)城站與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測結(jié)果相近，均表明深圳市2014—2015年的PM2.5濃度達(dá)到了GB 3095—2012二級限值(35 μg/m3)，說明深圳市近年來的污染控制措施效果較好，PM2.5污染水平得到了顯著削減。

圖4 深圳市2007—2015年P(guān)M2.5年均質(zhì)量濃度變化Fig.4 Variation of annual average concentration of PM2.5 in Shenzhen from 2007 to 2015

2 深圳市PM2.5化學(xué)組成變化及相關(guān)污染防治措施分析

于2009年與2015年分別在大學(xué)城站進(jìn)行了PM2.5的離線膜采樣，并進(jìn)行化學(xué)組成分析，具體分析過程與方法詳見文獻(xiàn)[7]。根據(jù)分析結(jié)果，大學(xué)城站2009年與2015年P(guān)M2.5主要組成變化如圖5與表1所示。

注：EC為元素碳，OM為有機(jī)物。圖5 大學(xué)城站2009年與2015年P(guān)M2.5化學(xué)組成貢獻(xiàn)率Fig.5 Contribution rates of each PM2.5 chemical composition in University Town Station in 2009 and 2015

項(xiàng)目2009年質(zhì)量濃度/(μg·m-3)2015年質(zhì)量濃度/(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P(guān)M2.5濃度減去2015年P(guān)M2.5濃度計(jì)算得出。

深圳市PM2.5中EC主要來自機(jī)動車尾氣的一次排放[8]。近年來，深圳市加快提升新車和燃油標(biāo)準(zhǔn)，分別在2000年、2003年、2007年和2013年逐步從國Ⅰ提升至國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，并于2015年實(shí)現(xiàn)全面供應(yīng)國Ⅴ車用油。深圳市在全國較早采取黃綠標(biāo)制度，2005—2015年逐步嚴(yán)格實(shí)施共22階段的黃標(biāo)車限行措施。從2013年起，推行《深圳市黃標(biāo)車提前淘汰獎勵補(bǔ)貼辦法(2013—2015)》，旨在通過財(cái)政補(bǔ)貼的方式鼓勵車主淘汰黃標(biāo)車，并從2016年開始永久限行黃標(biāo)車。此外，深圳市大力推廣應(yīng)用新能源汽車，成為全球新能源公交車投放最多的城市。在深圳市機(jī)動車保有量不斷增長的情況下，這些措施有效地控制了機(jī)動車的污染物排放量，取得了PM2.5中EC大幅度削減的突出效果。

深圳市PM2.5中OM主要來自于石油、生物質(zhì)等的一次來源及揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的二次來源[9]。深圳市不僅通過機(jī)動車減排在一次來源方面降低了OM濃度，同時(shí)特別注重對二次來源前體物VOCs的減排。深圳市針對家具、電子噴涂、自行車制造等VOCs排放的重點(diǎn)行業(yè)，通過改用水性漆、紫外線光(UV)固化漆，改造涂裝生產(chǎn)線，關(guān)停無牌無證噴涂生產(chǎn)線，淘汰落后生產(chǎn)工業(yè)的方式，從源頭治理VOCs并取得了較好的成效。深圳市曾經(jīng)是全國最大的家具出口基地，但為了配合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與升級，自2010年起搬遷了500多家大中型家具企業(yè)。為進(jìn)一步加快VOCs污染控制的進(jìn)程，深圳市于2014年制定了《深圳市2014年揮發(fā)性有機(jī)物污染整治工作方案》，于2015年成為全國第一個(gè)禁用溶劑型涂料(油漆)銷售和使用的城市。應(yīng)當(dāng)注意的是，根據(jù)本課題組以往的源解析研究，2009年大學(xué)城站PM2.5的有機(jī)碳(OC)中，二次有機(jī)碳(SOC)比例較高，SOC/OC(質(zhì)量比，下同)為57%[10]，明顯高于其他研究者在烏魯木齊市[11]、太原市[12]、重慶市[13]、上海市[14]、寧波市[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在全國范圍內(nèi)較高。由于OC/EC(質(zhì)量比)可一定程度上反映大氣中SOC的貢獻(xiàn)情況[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對PM2.5的貢獻(xiàn)更加顯著。由以上分析得出，深圳市未來需強(qiáng)化對OM的控制，并著重加強(qiáng)對OM二次來源前體物VOCs的控制。

Al為地殼元素，主要來自于土壤和道路等的揚(yáng)塵。近年來深圳市加大揚(yáng)塵污染整治力度，于2008年施行《深圳市揚(yáng)塵污染防治管理辦法》，2013年印發(fā)了《深圳市2013年揚(yáng)塵污染整治工作方案》，并于同年正式開展全市揚(yáng)塵污染整治專項(xiàng)行動以強(qiáng)化揚(yáng)塵源的減排，并取得了顯著效果。

K是生物質(zhì)燃燒的示蹤物[19]。深圳市近年來注重控制露天生物質(zhì)焚燒，并于2015年實(shí)施《生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備技術(shù)規(guī)范》(SZDB/Z 109—2014)，對生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行治理并強(qiáng)化生物質(zhì)鍋爐排放監(jiān)管。

3 討論與建議

深圳市未來應(yīng)繼續(xù)在已有措施上發(fā)力，對PM2.5污染進(jìn)行深度控制，持續(xù)改善城市空氣質(zhì)量。相比2009年，OM濃度在2015年下降，但其在PM2.5中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻由35.5%上升為38.4%，并居于首位，且深圳市SOC/OC在全國范圍內(nèi)較高，因此OM應(yīng)當(dāng)成為深圳市未來PM2.5控制的首要對象。據(jù)此，深圳市未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)在OM一次來源方面的機(jī)動車尾氣減排控制，并且繼續(xù)大力深入推進(jìn)OM二次來源前體物VOCs排放的控制措施。

此外，需要注意的是，珠三角的大氣污染防治呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性特征[20]，不同城市間大氣污染相互影響顯著，深圳市近年來的空氣質(zhì)量改善也同時(shí)受益于珠三角地區(qū)空氣質(zhì)量的總體提升，未來也應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步促進(jìn)和加強(qiáng)區(qū)域大氣污染的聯(lián)防聯(lián)控。

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EffectsofcontrolmeasuresonShenzhenPM2.5pollutioninrecentyears

RENYuchao，ZOUBeibing，ZHUQiao，DAIJing，ZHANGBin，F(xiàn)ENGNing，HUANGXiaofeng.

(KeyLaboratoryofUrbanHabitatEnvironmentalScienceandTechnology,SchoolofEnvironmentandEnergy,PekingUniversityShenzhenGraduateSchool,ShenzhenGuangdong518055)

PM2.5; chemical composition; effects of control measures; Shenzhen

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.02.002

2016-04-17)

任宇超，女，1990年生，碩士研究生，研究方向?yàn)榄h(huán)境與健康。#

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*國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.U1301234)；深圳市環(huán)境科研課題。