崔 鳳 任 榮 楊 穎

（重慶市九龍坡區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 重慶 401329）

引言

二氧化氮（NO2）和一氧化氮（NO）是大氣中主要的含氮污染物，它們通常被合稱為氮氧化物（NOx）。氮氧化物是細(xì)顆粒物（PM2.5）成分硝酸銨和酸雨成分硝酸鹽的前體物，細(xì)顆粒物對(duì)人的身體健康造成危害，酸雨則會(huì)造成對(duì)公共設(shè)施的損壞。同時(shí)，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物在強(qiáng)烈陽(yáng)光中的紫外線的作用下會(huì)生產(chǎn)臭氧，而臭氧具有強(qiáng)氧化性，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響，臭氧逐漸成為僅次于細(xì)顆粒物的影響空氣質(zhì)量的污染物[1]。氮氧化物的來(lái)源分為人為源和自然源，人為源主要來(lái)自燃料的燃燒。燃料燃燒生成的氮氧化物可分為燃料型氮氧化物和溫度型氮氧化物，燃料性氮氧化物是指燃料中的含氮氧化物在燃燒過(guò)程中氧化生成氮氧化物，溫度型氮氧化物是指燃燒時(shí)空氣中的氮?dú)庠诟邷兀?2100℃）下氧化生成氮氧化物[2]。

重慶市地處四川盆地東南丘陵山區(qū)，常年處于靜風(fēng)，不利于污染物的擴(kuò)散，城市大氣環(huán)境容量有限，容易造成污染物濃度累積[3][4]。國(guó)家對(duì)重慶的定位是要加快建設(shè)內(nèi)陸開(kāi)放高地、山清水秀美麗之地，因此對(duì)重慶生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求必然很高，而環(huán)境空氣質(zhì)量是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要衡量指標(biāo)之一，二氧化氮又是評(píng)價(jià)環(huán)境空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。九龍坡區(qū)地處重慶市西南部，位于重慶市都市功能核心區(qū)的中心城區(qū)，為重慶市的傳統(tǒng)工業(yè)大區(qū)，一定程度上能夠反應(yīng)重慶市核心區(qū)域空氣質(zhì)量狀況。已有研究報(bào)道過(guò)重慶市九龍坡區(qū)“十二五”期間的二氧化氮濃度特征[5]，但從更長(zhǎng)時(shí)間尺度討論《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來(lái)九龍坡區(qū)二氧化氮濃度變化特征還鮮有報(bào)道。因此，本文分析了重慶市九龍坡區(qū)2020 年二氧化氮濃度現(xiàn)狀以及2011-2020 年（“十二五”和“十三五”期間）的濃度變化特征，探討了二氧化氮濃度的變化規(guī)律及可能原因分析，并提出對(duì)策和建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于重慶市九龍坡區(qū)國(guó)控和市控空氣站點(diǎn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)包括金鳳、白市驛和歇臺(tái)子，其中白市驛和歇臺(tái)子為國(guó)控監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，金鳳為市控監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與質(zhì)控均按照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 193-2005）進(jìn)行。

1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法

《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663-2013）中規(guī)定了二氧化氮在日和年尺度上的計(jì)算方法。日均值為24 小時(shí)平均值，年均值為全年日均濃度平均值。本文在考慮污染物濃度超標(biāo)與否時(shí)參考《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）；2011-2012 年依照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-1996）及2000 年修改單中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；2013-2015 年依照 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2012）進(jìn)行評(píng)價(jià)。二氧化氮的日平均國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為80μg·m-3；年平均國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值分別為40μg·m-3。

空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）計(jì)算方法以及空氣質(zhì)量指數(shù)級(jí)別劃定參見(jiàn)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633-2012）。AQI 是一種定量描述空氣質(zhì)量狀況的無(wú)量綱指數(shù)，計(jì)算單項(xiàng)污染物的空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）后取最高值為評(píng)價(jià)區(qū)域的空氣質(zhì)量指數(shù)。AQI大于50 時(shí)，IAQI 最大的空氣污染物確定其為首要污染物。

1.3 趨勢(shì)分析

變化趨勢(shì)評(píng)價(jià)適用于評(píng)價(jià)污染物濃度或環(huán)境空氣質(zhì)量綜合狀況在多個(gè)連續(xù)時(shí)間周期內(nèi)的變化趨勢(shì)，根據(jù) 《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663-2013）規(guī)定，采用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法評(píng)價(jià)，具體計(jì)算公式見(jiàn)下式：

式中：

γs—Soearman 秩相關(guān)系數(shù)；

N—時(shí)間周期的數(shù)量，n≥5；

Xj—周期j 按時(shí)間排序的序號(hào)，1≤Yj≤n。

2 結(jié)果與分析

2.1 2020年二氧化氮濃度現(xiàn)狀及原因分析

2.1.1 2020 年二氧化氮日均濃度狀況

2020 年九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮日均濃度變化如圖1 所示。二氧化氮日均濃度全年波動(dòng)較大，范圍為12～70 微克/立方米，最低值和最高值分別出現(xiàn)2020 年1 月28 日和2020 年11 月27 日。全年日均濃度均低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)率為100%。二氧化氮日均值達(dá)到一級(jí)的天數(shù)比例為82.5%，達(dá)到二級(jí)的天數(shù)比例為17.5%。二氧化氮年均值為32±10 微克/立方米（均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差），與上年相比，下降了11.1 個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；比全市平均值39 微克/立方米低17.9 個(gè)百分點(diǎn)。

圖1 2020年九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮日均濃度變化

2.1.2 2020 年二氧化氮和降水量月均濃度狀況

2020 年九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮月均濃度和月降水量變化情況如圖2 所示。2020 年，九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮月均濃度范圍在22～41 微克/立方米之間，其中11 月濃度最高，8 月濃度最低。二氧化氮月均濃度總體基本呈現(xiàn)先上升再下降然后又上升的趨勢(shì)，夏季濃度低于其它季節(jié)。2 月二氧化氮濃度略微低于前后兩月。2020 年，九龍坡區(qū)月均降水量范圍在3.8～270.3 毫米之間，降水量最少的月份在2 月，最高的月份在7 月。降水月均濃度總體基本呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其中下降過(guò)程中8 月出現(xiàn)波動(dòng)。全年降水量為1097.9 毫米，春季（3-5 月）、夏季（6-8 月）、秋季（9-11 月）和冬季（12-2 月）降水量分別為207.3 毫米、547.2 毫米、316.1 毫米和27.3 毫米，分別占全年總降水量的18.9%、49.8%、28.8%和2.5%；呈現(xiàn)明顯的夏季降水多，冬季降水少的季節(jié)變化特征。8 月因只降水兩次，所以降水量是整個(gè)夏季最少的，雖然降水量最少，但全年二氧化氮月均濃度最低值也出現(xiàn)在這個(gè)月。

圖2 2020年九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮月均濃度和月降水量變化

2.1.3 原因分析

2 月份二氧化氮濃度較前后兩月濃度略低，可能是由于春節(jié)期間工業(yè)企業(yè)放假工業(yè)源排放量減少；同時(shí)重慶主城區(qū)人員返鄉(xiāng)過(guò)節(jié)，城區(qū)車流量明顯減少，汽車尾氣排放量減少。二氧化氮呈現(xiàn)明顯的夏季濃度高，其它季節(jié)濃度低可能是三方面原因所致。

一是，夏季降水量豐富（圖2），夏季（6-8 月）三個(gè)月的降水量占全年降水量的49.8%，豐富的降水有利于二氧化氮的濕沉降過(guò)程，有效的降低大氣中二氧化氮濃度。

二是，夏季光照強(qiáng)烈，在紫外光的作用下二氧化氮會(huì)發(fā)生化學(xué)分解，使得大氣中二氧化氮被去除。

三是，冬季、初春和秋末溫度低，大氣層易出現(xiàn)輻射逆溫現(xiàn)象，低風(fēng)速、強(qiáng)逆溫、多山地不利于污染物的擴(kuò)散遷移，使污染物濃度累計(jì)，造成冬季、初春和秋末濃度較高。8 月降水量雖然不如6 月和7 月，但二氧化氮卻出現(xiàn)最低月均濃度，可能也跟重慶特殊的高溫假政策和居民的生活習(xí)慣有關(guān)，企業(yè)一般會(huì)在8 月放高溫假，減少了工業(yè)排放；同時(shí)很多居民都有8 月離開(kāi)主城去避暑的習(xí)慣，減少了主城區(qū)車輛量，減少了汽車尾氣排放。

2.2 “十二五”和“十三五”期間二氧化氮濃度變化趨勢(shì)及原因分析

2.2.1 “十二五”和“十三五”期間二氧化氮濃度變化趨勢(shì)

“十二五”和“十三五”期間，九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮濃度年際變化如圖2 所示。二氧化氮十年年平均濃度為38 微克/立方米，低于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。除2015 和2016 年外，其余各年年均值均達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。最大年均值為47 微克/立方米，出現(xiàn)在2015 年；最小年均值為29 微克/立方米，出現(xiàn)在2011 年。

圖3 “十二五”和“十三五”期間九龍坡區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮濃度年際變化

“十二五”和“十三五”十年期間全區(qū)二氧化氮總體呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，拐點(diǎn)在2015 年。與“十一五”末相比，2015 年和2020 年二氧化氮濃度分別升高和降低4 微克/立方米和11 微克/立方米，升幅和降幅分別為9.30 個(gè)百分點(diǎn)和25.6 個(gè)百分點(diǎn)；與“十二五”末相比，2020 年二氧化氮濃度下降15 微克/立方米，降幅為31.9 個(gè)百分點(diǎn)。

趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果表明，“十二五”和“十三五”十年期間全區(qū)二氧化氮變化趨勢(shì)達(dá)不到顯著水平（rs=0.115，表1），但分段統(tǒng)計(jì)卻有明顯的趨勢(shì)。“十二五”期間，全區(qū)二氧化氮濃度呈上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)未達(dá)到顯著水平（rs=0.900，表1），這可能是因?yàn)?014 年降雨量比2013 年高41.1%，降雨量的增加有利于二氧化氮清除而使得二氧化氮濃度低于前一年[5]?！笆濉逼陂g，全區(qū)二氧化氮濃度呈下降趨勢(shì)，且該趨勢(shì)達(dá)到顯著水平（rs=-1.00，表1）；年均值從45 微克/立方米下降到32微克/立方米，降幅達(dá)28.9 個(gè)百分點(diǎn)。

表1 “十二五”和“十三五”期間九龍坡區(qū)二氧化氮濃度變化趨勢(shì)分析

2.2.2 原因分析

研究表明城市大氣中氮氧化物2/3 來(lái)自汽車等流動(dòng)源的排放，1/3 來(lái)自固定源的排放[2]。“十二五”期間全區(qū)二氧化氮濃度升高主要原因可能是機(jī)動(dòng)車保有量逐年增加所致，全重慶市汽車持有量從2010 年的114萬(wàn)輛增加至2015 年的279 萬(wàn)輛，增幅達(dá)114%。“十三五” 期間重慶市汽車保有量繼續(xù)增加，2020 年達(dá)504萬(wàn)輛，比2015 年增加了80.6%，然而與“十二五”期間不同，“十三五” 期間二氧化氮濃度并未持續(xù)增加而是顯著下降，這可能是三個(gè)方面的原因所致。

一是“十三五”期間兩次實(shí)施新的機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，分別于2017 年和2019 年實(shí)施國(guó)五和國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)，每提高一次標(biāo)準(zhǔn)，單車污染減少30%至50%。

二是新能源汽車逐漸普及，由于國(guó)家政策對(duì)新能源汽車的扶持和群眾對(duì)新能源汽車的接受度增加，新能源汽車的使用率越來(lái)越高。

三是工業(yè)企業(yè)等固定燃料源通過(guò)中央財(cái)政大氣污染防治專項(xiàng)資金等項(xiàng)目支持不斷改進(jìn)燃燒技術(shù)，從源頭上減少了氮氧化物的排放。

3 對(duì)策與建議

3.1 持續(xù)開(kāi)展觀測(cè)和分析

在國(guó)控和市控自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)持續(xù)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，可有針對(duì)性的在鎮(zhèn)街層面、社區(qū)層面、重點(diǎn)區(qū)域加密監(jiān)測(cè)，進(jìn)而可以獲得從區(qū)、鎮(zhèn)街、社區(qū)等幾個(gè)級(jí)別監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，更有利于分析二氧化氮空間分布特征和時(shí)間變化規(guī)律；同時(shí)統(tǒng)計(jì)歷年來(lái)二氧化氮時(shí)空特征變化，獲得歷史變化趨勢(shì)；更全面總結(jié)九龍坡區(qū)現(xiàn)存和潛在影響二氧化氮的突出問(wèn)題。

3.2 構(gòu)建責(zé)任考核政策

評(píng)估考核是落實(shí)相關(guān)方應(yīng)對(duì)降低大氣污染物目標(biāo)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)責(zé)任，加強(qiáng)行為激勵(lì)的有效政策手段。推進(jìn)區(qū)級(jí)降低大氣污染物方案編制，在國(guó)家和重慶市的標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，基于本區(qū)問(wèn)題和需求導(dǎo)向，編制符合本區(qū)區(qū)情的方案，要協(xié)同研究制定包括二氧化氮在內(nèi)的大氣污染物減排目標(biāo)、大氣環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)，落實(shí)到相關(guān)責(zé)任部門(mén)。

3.3 加大技術(shù)改進(jìn)力度

以降低二氧化氮濃度和大氣環(huán)境質(zhì)量改善倒逼源頭減排、結(jié)構(gòu)減排，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型和大氣環(huán)境質(zhì)量協(xié)同改善，實(shí)現(xiàn)改善環(huán)境質(zhì)量從注重末端治理向更加注重源頭預(yù)防和治理有效傳導(dǎo)。

一是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整；九龍坡區(qū)為傳統(tǒng)工業(yè)大區(qū)，要繼續(xù)壓減高耗能行業(yè)落后產(chǎn)能，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)。

二是加大清潔能源的研發(fā)和利用；水電、風(fēng)電、光伏等新能源的使用可以有效的達(dá)到降低二氧化氮排放的目的。

三是提高燃料技術(shù)改進(jìn)力度；由于氮氧化物的產(chǎn)生主要受到溫度和停留時(shí)間的影響，燃料型氮氧化物的產(chǎn)生受平衡比影響，因此要減少主火焰區(qū)氧氣含量以及高溫下的暴露時(shí)間，工業(yè)企業(yè)要加強(qiáng)主體責(zé)任意識(shí)，結(jié)合自身工藝流程加大以新技術(shù)替舊技術(shù)的應(yīng)用力度（比如階段燃燒法和排氣循環(huán)法等已有的技術(shù)），從源頭上控制氮氧化物的產(chǎn)生。

3.4 落實(shí)好常態(tài)化管控措施

圍繞“工業(yè)、交通、揚(yáng)塵、生活”四大污染源，做到嚴(yán)管工業(yè)污染，嚴(yán)控交通排放，嚴(yán)查施工揚(yáng)塵，嚴(yán)抓生活污染。在嚴(yán)管工業(yè)污染源上要做到從重治理、重監(jiān)管。要圍繞重點(diǎn)排污企業(yè)嚴(yán)格規(guī)范廢氣收集和治理；相關(guān)責(zé)任部門(mén)要督促企業(yè)切實(shí)履行環(huán)保主體責(zé)任，正常運(yùn)行廢氣治理設(shè)施，確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，并力爭(zhēng)超低排放。在嚴(yán)控交通排放上做到及時(shí)疏導(dǎo)交通和減少排放。加強(qiáng)早晚高峰時(shí)段道路交通疏導(dǎo)，采取多種方式疏導(dǎo)交通流量，優(yōu)化大貨車行駛路線等；公安交管部門(mén)堅(jiān)持要嚴(yán)格落實(shí)高排放車輛限行措施，引導(dǎo)大貨車、運(yùn)渣車避開(kāi)重點(diǎn)道路行駛；增加抓拍設(shè)施，嚴(yán)查冒黑煙車輛，減少機(jī)動(dòng)車尾氣排放；加大力度推進(jìn)新能源車的研發(fā)、推廣和運(yùn)用。在嚴(yán)查施工揚(yáng)塵上做到重監(jiān)控、重巡查；充分運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)、揚(yáng)塵噪音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智慧工地管理平臺(tái)等，全力控制施工揚(yáng)塵；加強(qiáng)建筑工地全天候不定時(shí)巡查。在嚴(yán)抓生活污染上做到加強(qiáng)治理和正確引導(dǎo)。餐飲單位和機(jī)關(guān)事業(yè)單位新建食堂嚴(yán)格全部安裝油煙凈化設(shè)施；正確宣傳引導(dǎo)居民不開(kāi)展露天焚燒和違法煙熏臘肉行為。

3.5 借助科技手段精準(zhǔn)管控

加快推進(jìn)智慧環(huán)保建設(shè)，充分利用科技手段，逐步實(shí)現(xiàn)大氣污染治理由被動(dòng)應(yīng)付型向主動(dòng)保障型轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型向現(xiàn)代高科技型轉(zhuǎn)變，由單一監(jiān)管型向立體管控型轉(zhuǎn)變。

結(jié)語(yǔ)

九龍坡區(qū)大氣污染物二氧化氮表現(xiàn)出夏季高、其它季節(jié)低的變化特征，可針對(duì)此季節(jié)變化特征有針對(duì)性的開(kāi)展季節(jié)性管控?！笆濉逼陂g開(kāi)展大氣污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)各項(xiàng)措施效果明顯，有效降低了各個(gè)排放源的二氧化氮排放，進(jìn)而降低了大氣中二氧化氮濃度，空氣質(zhì)量改善明顯。雖然全區(qū)2020 年二氧化氮濃度已經(jīng)達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但與人民群眾日益增長(zhǎng)的美好生態(tài)需要相比，依然需要加倍努力，因此“十四五”期間要進(jìn)一步做到精準(zhǔn)、科學(xué)、依法治污，進(jìn)一步降低二氧化氮濃度。