馬 翔 李建玲

（1.山西省太原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 太原 030002；2.山西威靈環(huán)境科技有限公司，山西 太原 030032）

煤煙型污染是太原市大氣的主要污染源。太原市在環(huán)境保護方面采取一系列措施，改善空氣質量，但是污染仍然很嚴重。為了全面反映太原市環(huán)境空氣治理效果，采用單項指標直接對比，多項指標綜合對比和五年均值滾動對比的方法，對環(huán)境質量進行對比，得出環(huán)境空氣質量的變化趨勢。

1 環(huán)境空氣主要污染物單項對比分析

采用可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳日均值第95%位數(shù)濃度值和日最大臭氧8 小時均值第90%位數(shù)濃度值六項指標對2011～2020 年環(huán)境空氣質量進行單項對比分析，重點以環(huán)境空氣主要污染物的5 年均值變化狀況進行對比，同時對2 個五年期的一些特殊年份值，如末期年份值、最高年份值和最低年份值也做了比較。對比情況見表1。

從表1 中可以看出：可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化氮、臭氧持續(xù)超標，二氧化硫、一氧化碳穩(wěn)定達標。其中可吸入顆粒物和細顆粒物有所下降，仍然持續(xù)超標：2016—2020 年與2011—2020 年相比，可吸入顆粒物年平均濃度值下降4.35%，仍超二級標準0.57 倍；細顆粒物年平均濃度值下降22.22%，超二級標準0.60 倍；二氧化氮有所上升，持續(xù)超標：2016—2020 年與2011—2020 年相比，平均濃度值上升42.42%，超二級標準0.18 倍；臭氧有所上升，持續(xù)超標：2016—2020年與2011—2020 年期間，年平均濃度值上升20.71%，超二級標準0.06 倍；二氧化硫、一氧化碳大幅下降，穩(wěn)定達標：2016—2020年與2011—2020年期間二氧化硫年平均濃度值下降47.83%，一氧化碳年平均濃度值下降26.67%。

表1 太原市環(huán)境空氣主要污染物濃度對比統(tǒng)計表（單位:μg/m3，CO:mg/m3）

2 環(huán)境空氣質量綜合對比分析

采用可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳日均值第95%位數(shù)濃度值和日最大臭氧8 小時均值第90%位數(shù)濃度值六項指標對2016～2020 年與2011～2020年期間環(huán)境空氣質量進行綜合對比分析。

根據(jù)GB 3095—2012《環(huán)境空氣質量標準》中年平均值二級標準限值分別計算各項指標，2 個5 年期間的污染分指數(shù)及其綜合指數(shù)，空氣綜合污染指數(shù)越高，空氣污染越嚴重，見表2。

從表2 中可知，2016—2020 年太原市環(huán)境空氣質量的6 項指標的綜合指數(shù)為6.56，與2011—2020 年的7.08 相比，下降7.34%，說明環(huán)境質量持續(xù)改善。

表2 太原市環(huán)境空氣質量綜合對比表

2016—2020 年與2011—2020 年相比，可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、一氧化碳分指數(shù)都不同程度地下降。其分指數(shù)分別下降了1.88%、18.78%、46.90%和24.66%，二氧化氮和臭氧分指數(shù)有所上升，分別上升了42.17%和29.27%。

從分指數(shù)分擔率來看，2016—2020 年與2011—2020年期間相比，可吸入顆粒物的分擔率上升了1.33%，占到23.93%；細顆粒物分擔率下降了3.43%，占24.39%；二氧化氮和臭氧的分擔率分別上升了6.27%和4.58%，分別占17.99%和16.16%；二氧化硫和一氧化碳的分擔率分別下降了6.81%和1.93%，分別占9.15%和8.38%，說明太原市環(huán)境空氣污染已經(jīng)從以煙塵污染和二氧化硫污染為主的煤煙型污染特征轉化為以顆粒物和揮發(fā)性有機污染為主的復合型污染特征。

3 太原市十年長期趨勢滾動分析

3.1 環(huán)境空氣主要污染物5年滾動均值分析

為消除氣象等偶然因素影響，采用5 年滾動均值進行環(huán)境空氣污染物長期趨勢分析。十年間，經(jīng)滾動推算，每項污染物可得6 個連續(xù)五年均值，進一步采用Spearman 秩相關定量分析，可得出各污染物更穩(wěn)定可靠的長期變化趨勢規(guī)律。計算結果見表3。

表3 太原市環(huán)境空氣主要污染物五年均值滾動分析表（單位：μg/m3，CO：mg/m3）

2011—2020 年，太原市環(huán)境空氣中各類污染物五年均值經(jīng)滾動分析，部分污染物指標下降，部分污染物指標上升，變化趨勢穩(wěn)中有降，如圖1 所示。

圖1 太原市環(huán)境空氣主要污染物五年均值滾動分析圖

計算結果表明：2011—2020 年，太原市環(huán)境空氣中可吸入顆粒物、細顆粒物呈下降趨勢，但不顯著；二氧化硫和一氧化碳呈顯著下降趨勢；二氧化氮和臭氧呈顯著上升趨勢。

工業(yè)規(guī)模逐年擴大，但是工業(yè)污染指數(shù)有所下降，說明在工業(yè)污染物控制和減排方面取得了一定的成績。但太原市區(qū)為狹長形兩山夾一盆地中間由汾河一分為二的形狀，汽車尾氣是影響氮氧化物排放的主要因素，特別是上下班高峰期交通擁堵，汽車尾氣對NO濃度顯著影響。

3.2 太原市環(huán)境空氣主要污染物年際變化情況

GB 3095—2012《環(huán)境空氣質量標準》2013 年開始執(zhí)行，為統(tǒng)一項目和標準，選擇2013—2020 年主要污染物的年均值進行年際變化分析。2013—2020 年，太原市環(huán)境空氣中主要污染物可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫和一氧化碳的年均濃度值呈顯著下降趨勢；二氧化氮的年均濃度值呈上升趨勢，但不顯著；臭氧的年均濃度值呈顯著上升趨勢。太原市環(huán)境空氣污染年際變化情況見表4。太原市環(huán)境空氣污染年際變化如圖2 所示。

表4 太原市環(huán)境空氣污染年際變化表（單位：μg/m3，CO：mg/m3）

從圖2 可以看出，2020 年與2013 年相比，可吸入顆粒物、細顆粒物、一氧化碳和二氧化硫的年均濃度值明顯呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，二氧化氮的年均濃度值分別上升了4.65%，可以說是略微上升，總體處于穩(wěn)中有降的水平。

圖2 2013—2020 年環(huán)境空氣污染年際變化圖

4 綜合分析

由于幾項主要的環(huán)境空氣污染物其環(huán)境濃度不同程度地降低，環(huán)境空氣質量綜合水平逐年提升；然而，應關注個別監(jiān)測點出現(xiàn)NO和O的增長勢頭，因為它們是影響環(huán)境空氣質量優(yōu)良天數(shù)比例的主要污染因子。其原因，主要包括以下幾個方面。

4.1 在污染排放方面

工業(yè)污染占有相當大的比重，規(guī)模以上工業(yè)增加值呈持續(xù)上升態(tài)勢；在采暖方面，冬季為每年采暖需求最高時段，集中供暖和民用采暖負荷處于高位，加上環(huán)境空氣擴散條件較差，因此每年冬季是環(huán)境空氣污染的高發(fā)期。

4.2 在物理條件方面

物理條件主要指氣象條件，其決定了一個區(qū)域有多大的環(huán)境容量。包括太原市在內(nèi)的京津冀及周邊地區(qū)受弱氣壓場控制，風速較小，特別是太原及周邊地區(qū)近地面以及1000m左右逆溫強度較高時，將嚴重限制污染物的擴散。如太原及周邊區(qū)域出現(xiàn)降雨雪過程，過程前后相對濕度長時間接近飽和，加速氣態(tài)污染物向顆粒物二次組分的轉化以及顆粒物的吸濕增長，既提升了細顆粒物濃度，也導致大氣能見度下降。另外，降塵和揚塵污染也使環(huán)境空氣質量下降。

4.3 在化學轉化方面

在化學轉化方面，太原市細顆粒物組分構成二次無機離子占比總體在50%以上，表明NOx 的二次轉化對細顆粒物污染起主要貢獻；隨著有機物、元素碳濃度增加，表明燃煤排放的SO的二次轉化對細顆粒物污染的貢獻相對突出。從源頭上，工業(yè)企業(yè)二氧化硫、VOCs 的排放，以及煤煙型和汽車尾氣型NO二者綜合型排放特征是太原市光化學煙霧容易發(fā)生的重要原因。

臭氧年均濃度值上升了25.68%，已成為主要的污染因子。天氣因素中夏秋季持續(xù)高溫和強日照天氣會加劇大氣光化學反應，近地面氮氧化物（NO）和揮發(fā)性有機物 （VOCs）參與高溫、強光照條件下的光化學反應過程，極有利于臭氧生產(chǎn)而造成臭氧濃度明顯升高。

5 總結

通過對比可以看出，2011—2020年，太原市環(huán)境空氣主要污染物可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧6 項指標的綜合指數(shù)下降7.34%，說明太原市環(huán)境質量有所改善。但受區(qū)位條件、地理氣象、資源條件、經(jīng)濟實力、污染排放、管理水平等多種因素的影響和制約，空氣污染防治形勢仍然嚴峻，任重道遠。

針對太原市環(huán)境空氣質量存在的問題，提出如下對策：充分利用環(huán)境政策，使重污染企業(yè)轉型；加快形成綠色生產(chǎn)方式，推動重污染企業(yè)搬遷改造，嚴格控制總量與濃度，對涉及VOCs 排放的場所進行管控，鞏固揚塵污染管控成果，持續(xù)開展降塵攻堅；強化“1+30”區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制，積極應對重污染天氣；推進油煙、加油站和油庫油氣回收、主要道路機動車尾氣遙感在線監(jiān)控系統(tǒng)建設，繼續(xù)采用重型柴油車加裝遠程在線監(jiān)控系統(tǒng)，通過“車”、“油”、“路”三個環(huán)節(jié)治理交通污染；在國控點周邊開展生活源片區(qū)集中治理試點工程，有效改善周邊環(huán)境，建設一流現(xiàn)代生態(tài)宜居城市。