南京市环境空气质量演变特征
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作者:刘军 朱志锋
摘要：《环境空气质量标准》（GB3095-2012）颁布实施后，2013-2019年南京市空气质量总体持续改善，优良率持续上升，SO2、CO、PM2.5和PM10浓度持续大幅下降，说明工业污染减排、燃煤总量控制、扬尘管控和秸秆禁烧效果显著。O3则持续上升，并成为影响空气质量的主要因素，说明NOx、VOCs等O3前体物污染明显加重，南京大气污染类型从传统煤烟型污染向煤烟型与氧化型污染共同主导的复合型污染转变。
关键词：环境空气质量;AQI;演变特征
Abstract：After the promulgation and implementation of the “Environmental Air Quality Standard”（GB3095-2012） ， the air quality in Nanjing continued to improve from 2013 to 2019， the excellent rate continued to rise， and the concentration of SO2， CO， PM2.5 and PM10 continued to drop sharply， the results show that the reduction of industrial pollution， the control of total amount of coal， the control of dust emission and the ban of Straw burning are significant. O3 continued to rise and became a major factor affecting air quality， indicating a significant increase in O3 precursor pollution such as vehicle emissions and VOCs， the type of air pollution in Nanjing has changed from the traditional soot-type pollution to the combined pollution dominated by soot-type and oxidation-type pollution.
Key words： Ambient air quality;AQI;Evolution characteristics
近年来，我国空气中SO2和颗粒物等污染防治工作取得積极进展，但在京津冀、长三角、珠三角为代表的经济快速发展地区均出现了不同程度的区域性大气复合污染问题[1]，以夏季臭氧（O3）污染最为突出。工业燃烧排放、生产工艺过程中产生的VOCs排放以及机动车等移动源污染是造成长三角区域夏季臭氧（O3）污染高发的主要原因[2]。
1 南京市空气质量监测网络
《环境空气质量标准》（GB3095-2012）颁布实施以来，南京市已建有包括国控和省控点、工业污染和交通污染监控点、清洁对照点等各类环境空气自动监测站约30个（图1），基本实现南京市域全覆盖、多功能类别的环境空气质量自动监测网络体系。各站点的监测项目包括细颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）。在城区和北部远郊建设2个大气多参数综合观测站，监测项目除包括常规因子外，还包括挥发性有机化合物、非甲烷总烃、气溶胶在线离子色谱、激光雷达等。
2 南京市环境空气质量的演变特征
2.1 主要污染物浓度的年际变化
自2013年全面按照新标准监测和评价以来，南京市除O3呈上升趋势外，其余指标均有不同程度的下降（图2）。PM2.5、PM10呈下降趋势，2013～2014年由于青奥前场馆建设等施工及道路运输等扬尘污染，出现峰值后持续下降，近3年PM2.5走势平稳，处于瓶颈期。而O3呈持续上升趋势，尤其是自2014年开始一直处于较高浓度水平，逐渐成为影响空气质量的主要因素。SO2随着污染减排等工作的推进，呈现明显的下降趋势，近两年保持低位走势并趋稳。NO2下降幅度较小，变化比较平稳，这与城市机动车保有量高速增长导致NO2排放增加，但是O3的生成消耗了部分NO2有关。CO浓度则呈阶梯形下降趋势，在2016年有所反弹后明显下降并趋于平稳。
2.2 AQI与首要污染物的变化
2013-2017年南京市空气质量级别与空气质量指数（AQI），总体呈现下降走势（图3），2014年后逐年下降并趋稳;空气质量优良率2014年最低，在2018年达到最高，近几年南京市空气质量得到明显改善。
2013-2017年首要污染物的变化也十分显著（图4）。2013年、2014年首要污染物为PM2.5的天数超过180d，其后逐年快速减少，近3年维持在80d以下。与之相反，O3为首要污染物天数逐年上升，2016年后O3已取代PM2.5成为南京市首要污染物天数最多的指标，且最近几年仍然保持上升趋势，表明O3污染已经成为影响南京市空气质量的主要污染物。PM10作为首要污染物出现的天数呈逐年递减趋势。NO2作为首要污染物天数在最近几年有所增加，一方面是由于机动车保有量的增加，另外一方面是PM2.5的快速下降，凸出了秋冬季节NO2的贡献。
3 典型污染物浓度比例关系的演变特征
3.1 PM2.5与PM10浓度比值的演变特征
PM2.5主要来源于燃煤等一次直接排放和二次反应生成，PM10则来源于各类粉尘和扬尘的排放。两者浓度比值的变化在一定程度上可以反映来源的演变。对2013-2017年南京市年度及四个季节PM2.5/PM10进行分析，平均比值在0.52-0.59之间，2014年PM2.5/PM10的比值达到最大后，呈下降趋势，表明随着PM2.5污染的持续改善，扬尘等粗颗粒物污染源的贡献相对突出。
从不同季节PM2.5/PM10平均比值来看，冬季>秋季>春季>夏季，与PM2.5污染水平的季节变化基本一致。这不仅与冬季PM2.5较高的浓度有关，也与冬季裸露土地冻结，扬尘贡献较少有关。相反，夏季是PM2.5污染最轻的季节，而扬尘污染的季节变化相对较小，这使得夏季PM2.5/PM10的比值普遍低于其他季节。
3.2 SO2和NO2浓度比值的演变特征
SO2主要为源于燃煤排放，而NOx既有工业燃烧排放，也有机动车等移动污染源的排放。对2013-2017年南京市全年及四季SO2/NO2比值变化进行分析，总体呈现快速下降趋势，降幅超过50%。说明南京及周边区域的燃煤污染控制效果显著，特别是SO2的减排效果较好，但Nox受到机动车保有量的快速增长等因素影响，下降幅度较小。
4 结论
（1）2013～2017年南京市空气质量持续变好，优良率持续上升，重污染天数持续减少。说明近年来开展的工业污染整治、建筑工地扬尘管控、秸秆禁烧等工作成效显著。
（2）2013～2017年O3浓度呈持续上升趋势，且近年来一直处于较高浓度水平，在2016年成为影响空气质量评价的首要污染物。O3污染主要来源于VOCs、NOx等化学反应生成，所以要加强机动车尾气污染和工业VOCs污染的协同治理。
参考文献
[1]中国环境监测总站.环境空气质量监测技术[M].北京：中国环境出版社，2013
[2]李浩，李莉，黄成，等.2013年夏季典型光化学污染过程中长三角典型城市O3来源识别[J].环境科学，2015，36（1）：1-10.
收稿日期：2020-04-17
作者简介：刘军（1979-），男，工程师，本科学历，研究方向为环境空气自动监测和管理。
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