关于武汉市环境空气质量现状的研究与思考

关于武汉市环境空气质量现状的研究与思考

段元秀

武汉市环境保护科学研究院 武汉 430015

摘要：近年来，武汉市将打赢蓝天保卫战作为污染防治攻坚战的重中之重予以推进并取得阶段性成效，但大气污染防治形势仍十分严峻。本文利用2013~2019年武汉市及其他18个副省级及以上城市环境空气质量数据，分析了当前武汉市环境空气质量现状，主要表现为空气质量由大幅改善阶段进入持续波动阶段、气态污染物对空气质量影响呈显著加重趋势、空气污染呈现明显的区域、季节和时段性特征、机动车排放对空气污染的分担率呈上升趋势。并从能源、产业、交通运输结构分析制约武汉市空气质量持续改善的原因，对标先进城市，找出下一步努力方向。

关键词：大气污染物，能源结构，产业结构，交通运输结构，武汉

0引言

2013年，武汉及其他重点城市开始对大气环境进行监测，主要检测指标有可吸入颗粒物（PM₁₀）、细颗粒物（PM_2.5）、二氧化氮（NO₂）、二氧化硫（SO₂）、臭氧（O₃）、一氧化碳（CO）等浓度。本文对包括武汉在内的19个副省级及以上城市自2013至2019年环境空气质量数据进行分析^[1~5]，探讨制约制约武汉市空气质量持续改善的原因。

1当前环境空气质量现状

1.1总体情况

自2013年我国全面实施大气污染防治行动计划以来，武汉市空气质量总体得到较大幅度改善。2013~2019年，武汉市空气质量综合指数从8.04下降至5.07，优良天数从160天升至245天，优良天数比例从43.8%提升至67.1%，可吸入颗粒物（PM₁₀）平均浓度从124微克/立方米下降至71微克/立方米，细颗粒物（PM_2.5）平均浓度从94微克/立方米下降至45微克/立方米。2013~2019年，武汉市优良天数及优良率变化趋势如图1所示：

图12013~2019年武汉市优良天数及优良率变化趋势图

Fig.1 chart of the days and the rate of good air quality of Wuhan from 2013 to 2019

2018~2019年，PM_2.5平均浓度进一步下降，重污染天数减少至2天，基本消除内源性重污染天气。但臭氧（O₃）和二氧化氮（NO₂）污染出现明显上升趋势，成为影响武汉市空气质量达标的重要污染因子。2019年，臭氧（O₃）超标天数达到61天，同2018年相比增加35天，平均浓度同比上升21.2%；二氧化氮（NO₂）超标天数达到23天，同比增加8天，平均浓度上升13.6%；优良天数245天，同比减少33天，优良率67.1%，同2018年相比下降9.1%。

1.2特征

1.2.1气态污染物对空气质量影响呈显著加重

2019年，受区域长时间高温、少雨、强太阳辐射和筹备第七届世界军人运动会大面积开展桥梁涂刷、立面整治、沥青铺设作业，大范围使用涂料和沥青带来大量挥发性有机物（VOCs）排放的叠加影响，武汉市臭氧（O₃）日最大8小时滑动平均浓度第90百分位数达到183微克/立方米，同比上升21.2%，超标61天，为自2013年开展臭氧（O₃）监测以来超标最多的一年，同比增加35天。武汉市二氧化氮（NO₂）平均浓度44微克/立方米，同比上升2.3%，超标23天，同比增加8天。臭氧（O₃）和二氧化氮（NO₂）污染程度均出现明显上升趋势，成为影响武汉市空气质量达标的重要污染因子。

1.2.2空气污染呈现明显的区域、季节和时段性特征

从区域分布来看，中心城区、开发区空气质量比新城区差，其中青山区空气质量最差，在全省114个县（市、区）中连续3年在倒数5位以内，其中2017年、2019年均为倒数第1。从季节分布来看，受不利扩散条件、区域传输等因素影响，冬春季武汉市以颗粒物（PM_2.5、PM₁₀）和二氧化氮（NO₂）污染为主；受高温、强太阳辐射影响，夏秋季臭氧（O₃）污染突出。从时段分布来看，武汉市夜间空气污染程度明显高于白天，颗粒物（PM_2.5、PM₁₀）和二氧化氮（NO₂）上升明显甚至成倍增长，主要受夜间扩散条件变差、大气边界层高度大幅降低（一般降低到白天的一半）以及夜间集中渣土转运施工作业增加等因素影响。

1.2.3机动车排放对空气污染的分担率上升

根据2018~2019年武汉市大气污染源解析研究成果，武汉市PM_2.5主要来源为工业生产30.0%、机动车28.7%、燃煤20.0%、扬尘17.6%，其中机动车的分担率比2016年上升2.7%；PM₁₀主要来源为机动车26.9%、扬尘24.1%、工业生产23.2%、燃煤16.8%，其中机动车的分担率比2016年上升1.8%；挥发性有机物（VOCs）主要来源为机动车27%、工业排放20%、燃烧源17%、溶剂使用16%、汽油挥发12%、植物排放8%；二氧化氮（NO

₂）主要来源于移动源和工业排放，机动车等移动源排放占比50%以上且呈逐年上升趋势。

1.3武汉市空气质量排名情况

武汉市空气质量在15个副省级城市及4个直辖市中排名总体靠后，差于上海、广州、深圳、杭州等城市，仅优于天津、西安、济南，与北京、南京、成都等城市大体相当。2019年，武汉市空气质量落后于成都、北京、南京。伴随京津翼地区大气污染协同防治工作深入推进，后期可能会被北京全面赶超。排名情况如图2所示：

图2.19个副省级及以上城市近年空气质量综合指数排名

Fig.2 19 urban air quality comprehensive index ranking in recent years

2制约因素

随着大气污染治理工作的深入，末端治理空间和减排潜力越来越小，调整产业、能源、交通运输是持续改善空气质量的根本。

2.1产业结构方面

调整优化产业结构，推动产业转型升级，是改善空气质量的有效途径。武汉市钢铁、焦化、石化等重点行业产业体量大，且集中布局于主导上风向区域，其大气污染物排放占武汉市工业排放85%以上，其中武钢（含焦化）占比45%以上。经过持续开展治理，重点行业企业通过工程措施减排的空间越来越小；由于生产工艺流程长，工艺、设备清洁生产水平有待提升，钢铁等重点行业企业颗粒物和挥发性有机物（VOCs）等大气污染物放散、泄漏等无组织排放问题还较为突出，对武汉市空气质量持续改善影响较大。

2.2能源结构方面

燃用煤炭是大气污染物的重要来源。压减煤炭消费比例，能有效提升环境空气质量。武汉市煤炭消费总量仍然居于高位。2019年，武汉市煤炭消费总量仍然较高（约为2570万吨原煤），尽管比2017年减少约350万吨，但仍明显高于同类城市。武汉市煤炭消耗集中于钢铁、焦化、火电、水泥、石化等行业，其中武钢（含焦化）煤炭消耗约1200万吨，约占武汉市47%；主导上风向区域青山区和新洲区煤炭消费总量达到2000万吨，约占武汉市80%。

2.3交通运输结构方面

武汉市2018~2019年大气污染源解析研究成果表明，机动车排放对空气污染的分担率呈上升趋势。2019年，武汉市机动车保有量约360万辆，年增长率约13%，其氮氧化物排放年增长量在1200吨以上。不足机动车保有量8%的柴油车，排放氮氧化物和颗粒物占机动车排放量80%以上。目前，武汉市共有柴油公交车约3000余辆。受资金压力和充电设施、停车场地不足等因素制约，新能源更新替代进程缓慢。

3.对标先进城市做法

在产业结构、能源结构、交通运输结构的调整优化上，国内多个城市提供了可参考的经验做法。

3.1产业结构方面

产业结构与城市污染排放息息相关。近年来，北京市的首钢（产能1800万吨）已于2008年完成整体搬迁；广州市的广钢（产能约550万吨）2015年前已完成整体搬迁；济南市的济钢（产能约1000万吨）搬迁工作于2015年启动，预计2022年完成整体搬迁；南京市的南钢（产能1000万吨）已与宝钢签订协议，搬迁工作已进入实质性阶段；杭州市持续推进武汉市化工、印染、造纸、冶炼、铸造等大气重污染企业的淘汰关停，目前已经没有大型钢铁与石化企业；成都市以服务加工业为主，产业结构偏轻；深圳市以高新技术产业为主，没有大型重化产业。

3.2能源结构方面

煤炭燃烧是大气污染物形成的重要途径。2019年，武汉市煤炭消费总量约为2570万吨原煤，高于成都（约300万吨）、北京（约400万吨）、杭州（约1000万吨）、广州（约1500万吨）、济南（约1700万吨）等城市。

3.3交通运输结构方面

目前国内多个城市已基本完成或即将实现公交车全部新能源化，如广州、深圳、西安已实现公交车全部新能源化；杭州、成都、南京等城市2020年也将全面实现公交车新能源化。另外，国内多个城市已实施机动车或国Ⅲ标准柴油车禁限行。如北京、上海、广州、深圳、厦门、杭州、南京、西安、成都、济南等城市均发布了限制高污染柴油车通行相关的公告。

4下一步工作思路

改善空气质量需要统筹多个领域，协同多项污染物减排。随着治理工作纵深推进，大气污染治理的边际效益递减，各领域减排的难度不断增大，空气质量持续改善面临巨大挑战。

（1）促进产业结构优化。严格落实新增大气污染物倍量替代政策，控制污染物排放新增量。推动钢铁行业压减产能。通过钢铁行业超低排放改造、挥发性有机物污染治理等专项治理工作，提升重点行业清洁生产水平，倒逼产业结构升级。

（2）促进能源结构调整。通过增加外电比例、提高天然气等清洁能源供应以及结构性减煤等方式，促进煤炭消费总量削减，“十四五”期间进一步压减煤炭消费总量。

（3）优化交通运输结构。推进公路运输向铁路、水路转移，提升铁路、水路运输占比。实施三环线及以内区域国Ⅲ柴油货车禁行，加快实施国Ⅲ柴油货车治理、淘汰。加大政策支持，加快推进现有柴油公交车的新能源化，推进现有燃油环卫车辆更新替代为新能源或国Ⅵ排放标准车辆。强化柴油货车、非道路移动机械常态化联合监管执法力度，严肃查处超标排放行为。

5参考文献

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[2] 周君蕊；黄宇；邱培培；刘浩；肖凯；武汉市大气污染源清单排放清单及分布特征研究[J]；南京信息工程大学学报（自然科学版）；2018年05期

[3] 黄宇；虎彩娇；成海容；王祖武；武汉市扬尘源颗粒物排放清单及空间分布特征[J]武汉大学学报（理学版）2018年04期

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[5] 周君蕊等.武汉市2020年机动车常规污染物排放预测及减排潜力分析研究[J].环境科学与管理,2017,042(005):57-61.

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