贵州省大气污染防治进展、现存挑战及对策建议

杨 员 刘 豪 徐 鹏 冯培松 王永红*

(1.贵州省环境科学研究设计院，贵阳 550081;2.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳 550025; 3.贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站，贵阳 550025)

大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象[1]。1943年洛杉矶光化学烟雾事件和1952年伦敦烟雾事件出现后，大气污染对人体健康的危害和周边生态环境的破坏才逐渐为人们所重视。随着我国城市化、工业化、区域经济一体化进程不断加快，机动车保有量和城市人口数量的急剧膨胀，我国的大气污染由以二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10)等一次污染物为特征的传统煤烟型污染演变成了以细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)为代表的二次污染，区域性大气复合型污染特征日益明显并呈现出令人担忧的蔓延态势[2]。为明显改善环境空气质量和增强人民的蓝天幸福感，科学家们开展了大量的研究工作，环保部门也出台了很多防控措施，尤其是国务院2013年9月10日发布的《大气污染防治行动计划》(国发[2013]37号)(以下简称“大气十条”)和2018年7月3日发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号)(以下简称“三年行动计划”)实施以来，有力地推动了我国大气环境污染的防治，促进了我国环境空气质量的改善[3-4]。虽然“大气十条”和“三年行动计划”实施以来，我国环境空气评价参数PM2.5呈现逐年显著下降趋势，但离世界卫生组织(WHO)指导值(15μg/m3)仍有很大差距，且O3污染呈快速上升及蔓延趋势，已成为继PM2.5后制约我国城市或区域空气质量持续改善和达标管理的瓶颈问题。因此，PM2.5和O3的协同控制已成为新时期我国大气污染治理的新目标，有关大气污染的科学研究需要不断深入，防控措施需要不断升级和精细化。

贵州省是长江和珠江上游的重要生态屏障，相较于我国中东部城市化和工业化发展所导致的严重的空气污染问题，贵州省整体呈现出较为清洁的大气环境。但其西部大开发综合改革示范区、数字经济发展创新区、内陆开放型经济新高地和生态文明建设先行区的战略定位，使其产业集聚并迅速发展，给环境带来了一定的冲击。历年来，贵州省人民政府高度重视环境质量的保持和改善，2013年以来相继出台了一系列行动计划、区域规划、应急预案和攻坚方案。系列措施为我省空气质量带来巨大改善，空气质量持续稳中向好，除O3外，其余5项参数均呈现不同程度的下降[5-7]。然而，目前我省仍然面临着大气污染尤其是O3污染的严峻挑战。中共贵州省委关于制定贵州省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议和国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见(国发〔2022〕2号)均强调深入打好污染防治攻坚战。在此背景下，如何建立针对性的管理机制并落实相关措施，协同治理PM2.5和O3污染，进一步改善空气质量，成为建设美丽贵州的一个重要问题。因此，有必要梳理我省大气污染防治的进展、现存挑战及对策建议，为我省下一阶段大气污染防治提供经验借鉴和决策参考。

1 贵州省城市环境空气质量评价参数监测演变

贵州省城市环境空气质量评价参数的监测经历了指标逐渐完善、执行标准逐渐统一和监测城市逐渐增多的发展过程，如表1所示。2014年贵州省在13个城市开展环境空气质量监测，其中贵阳市和遵义市两个国家重点城市按《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)(简称新标准)要求开展了SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.56项指标的环境空气质量监测，而11个设市城市(赤水市、兴义市、凯里市、仁怀市、毕节市、六盘水市、都匀市、铜仁市、安顺市、福泉市、清镇市)按《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)(简称老标准)要求开展SO2、NO2和PM103项指标的环境空气质量监测。2015年贵州省在9个中心城市(贵阳市、遵义市、都匀市、兴义市、凯里市、毕节市、六盘水市和铜仁市)按照新标准开展6项指标的环境空气质量监测，而在赤水市、福泉市、仁怀市和清镇市按照老标准开展3项指标的环境空气质量监测。从2016开始，贵州省在9个中心城市和88个县(市、区)均按照新标准开展6项指标的环境空气质量监测。至今，贵州省大气环境监测监控体系已基本建立。

表1 贵州省城市环境空气质量评价参数监测发展过程

上述目标城市环境评价参数严格按照环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法(HJ 653-2013)和环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法(HJ 654-2013)进行连续观测。PM10和PM2.5的监测方法为β射线吸收法或微量振荡天平法；NO2、SO2和O3分别利用化学发光法、紫外荧光法和紫外吸收法进行监测；CO则用非分散红外吸收法或气体滤波相关红外吸收法进行观测。相关仪器的型号、最大量程、最低检测限、零漂(2h)、跨漂、适宜工作温度和响应时间等基本参数及日常标定和维护详见参考文献[8-10]。贵州省生态环境厅依据《城市环境空气质量排名技术规定》，按空气质量综合指数(简称综合指数)和AQI优良天数比例对目标城市进行排序，客观反映城市空气质量的优劣和防治措施的成效，传导治污压力，倒逼地方政府采取切实可行的措施提升空气质量。

2 贵州省城市大气污染防治取得的进展

为全面加强生态环境保护，坚决打好污染防治攻坚战，进一步改善全省环境空气质量，不断提升人民群众幸福感和获得感，贵州省相继出台了《贵州省大气污染防治行动计划实施方案》(黔府发〔2014〕13号)、《贵州省重污染天气应急预案》(黔府办发〔2015〕37号)、《贵州省打赢蓝天保卫战三年行动计划》(黔府发〔2018〕26号)和《黔中城市群大气污染联防联控规划》(黔环函〔2021〕292号)。这些行动计划和应急预案实施以来，全省各部门深入落实相关要求，产业结构、能源结构、运输结构、用地结构不断优化调整；开展了建筑施工和道路扬尘治理、柴油货车污染治理、工业企业大气污染防治、工业炉窑大气污染综合整治、重点行业挥发性有机物(VOCs)综合治理、散烧燃煤治理和煤炭消费减量替代等专项行动。地方人民政府和相关部门，结合本地实际情况，制定大气污染防治行动计划实施方案和攻坚实施方案、秋冬季大气污染综合治理百日攻坚专项行动方案和网格化管理实施方案，例如《2014年黔西南州大气污染防治实施计划》(州府发〔2014〕16号)和《正安县大气污染防治网格化管理实施方案》(正府办发〔2020〕23号)。在落实防治措施的过程中，逐渐形成了集科技支撑、政策支持与公众参与为一体的有效管控体系，取得了显著成效。

基于2016-2020年贵州省环境评价参数自动监测数据统计分析，发现各地州市PM10、PM2.5、SO2、CO 和NO2均呈现逐年下降的趋势，下降速率范围分别为-6.16(95%置信区间(CI):-7.37～-4.68)～0.11 μg m-3yr-1(95%CI:-1.12～1.11)、-4.22(95%CI:-5.21～-3.12)～0.91 μg m-3yr-1(95% CI: -0.25～2.2)、-3.72(95%CI:-5.38～-2.62)～2.87 μg m-3yr-1(95%CI:1.98～3.86)、-0.08(95%CI:-0.11～-0.06)～0.01 mg m-3yr-1(95% CI: -0.02～0.05)以及-2.39(95%CI:-2.99～-1.81) ～0.48 μg m-3yr-1(95% CI: -0.31～1.17)(图1)。值得注意的是，PM10、PM2.5和SO2的下降速率低于国家平均水平(7 μg m-3yr-1、6 μg m-3yr-1和5 μg m-3yr-1)[3]，凯里市SO2呈现上升趋势(2.87 μg m-3yr-1(95% CI: 1.98～3.86))，需加大力度对其管控。PM2.5浓度的降低与其前体物(如VOCs、SO2和NO2)降低有关[11]，相关性分析表明未来继续削减PM2.5，需要继续优先管控氮氧化物(NOx)[3]。NOx的存在，可以快速提高大气的氧化能力[12]，不但本身可以转化成为硝酸和硝酸盐，还可以加速SO2向硫酸盐的转化，继而与氨结合，生成硫酸铵和硝酸铵颗粒物[3, 13-16]。与之相反的是，贵州省各地州市O3呈现上升趋势，上升速率范围为0.85(95%CI:0～1.78)～3.71 μg m-3yr-1(95%CI:2.54～5.13)，与国家平均水平(2.1 μg m-3yr-1)[3]相当。由于O3不完全是直排，而主要是NOx和VOCs在阳光作用下发生光化学反应生成的二次污染物。PM2.5下降导致辐射通量上升、气溶胶对超氧化氢(HO2)自由基非均相吸收减少和污染源排放结构变化可能是近期O3污染持续上升的重要原因[4, 17]。由此可见，PM2.5和O3协同防控意义重大。

3 贵州省城市大气污染防治存在的挑战

继续保持高位环境空气质量优良率和有效遏制O3增长趋势及继续削减PM2.5的难度大。贵州省生态环境状况公报显示，2020年全省环境空气质量总体优良，9个中心城市和88个县(市、区)环境空气质量均达到新标准(GB 3095-2012)二级标准；9个中心城市AQI优良天数比例平均为99.2%，同比上升1.2个百分点；88个县(市、区)AQI优良天数比例额为99.4%，同比上升1.1个百分点。继续保持高位环境空气质量优良率压力较大，进步空间小。环境评价参数O3和PM2.5已成为明显短板，O3浓度及其超标天数占比不降反升，有效遏制O3增长趋势和继续削减PM2.5的难度大。中心城市全部开展了大气颗粒物来源解析常态化工作，但其覆盖范围难以满足进一步削减PM2.5的需求。

VOCs未纳入环境空气常规监测体系，难以提出科学精准的治理防控措施。VOCs 和NOx是O3与二次PM2.5生成的共同前体物，O3与二次PM2.5防控需要开展VOCs 和NOx协同控制[18-20]。NOx的主要来源是工业、交通和电厂。截至2020年底，全省火电、水泥企业均已完成脱硫、脱硝、除尘治理设施建设且实现达标排放，大型热力发电厂的超低排放技改正在积极推进，工程性减排空间狭窄，持续改善空间有限。VOCs 主要有人为源和天然源，其中城市地区VOCs 排放主要来自人为源，包括移动源、工业源、溶剂使用等。9个中心城市虽然陆续开展了非甲烷总烃的监测工作，但VOCs未纳入环境空气常规监测体系，O3与二次PM2.5生成的关键VOCs物种的活性水平及其来源未厘清，难以提出科学精准的治污措施。

应急管控方案滞后，区域联防联控不够深化。贵州省导致污染天气发生的超标污染物已由原来传统的燃煤型污染物SO2、NO2转变为PM2.5、PM10、O3。O3已成为继PM2.5后制约我省城市或区域空气质量持续改善和达标管理的瓶颈问题。目前，我省对O3污染与NOx和VOCs 的敏感性、颗粒物对O3

的影响、O3污染形成的气象和气候因素、 O3的区域间及区域内和垂直输送影响等科学问题没有基本的认知，凸显出我们对O3污染机理的研究不足，可能造成应对措施的相对滞后。深化落实区域联防联控机制是打赢蓝天保卫战的重要一环，也是当前应对区域性污染天气的必要手段。当前，地方环保部门对区域污染认识不足，应对措施以改善当地空气质量为目标，未突破现有以行政单位各自为政的管理制度，凸显信息共享和区域协调的防控机制不够深化，造成当连续性成片污染出现后并没有完善的措施应对。

4 贵州省城市大气污染防治对策建议

深入开展 PM2.5和O3的协同控制研究。近年来，我省以降低PM2.5为首要目标的大气污染防治措施取得了显著的成效，但近地面O3污染问题却愈发突出，如何实现PM2.5和O3污染控制的“双赢”，特别是二次有机气溶胶(SOA)和O3的协同治理，是我省“十四五”期间大气污染治理的主要任务。目前，我省在PM2.5与O3协同防控中存在基础科学研究不足的问题。鉴于此，政府、环保部门、科研院所和高校应该联合开展区域大气污染成因外场综合协同观测，从科学上厘清PM2.5和O3的关系及影响二者关联性的因素，实现减排目标、减排措施、区域控制和保障政策协同。在此基础上，统筹考虑并制定不同层面 PM2.5与O3污染的综合防治对策，强化多污染协同减排，制定具有地区和时段差异化的 NOx与 VOCs 协同减排策略。

高度重视环境空气O3污染防治。O3是环境空气质量评价六参数中唯一持续上升的污染物，贵州省O3污染影响区域逐年扩大，大范围(尤其是黔中城市群)O3污染出现频率增加。O3已成为影响我省环境空气质量的主要污染物，是制约我省下一步环境空气质量改善的重要因子。基于此，我省应该借鉴珠三角、长三角等地区和上海、成都等城市在O3污染防治方面取得的经验(中国大气臭氧污染防治蓝皮书(2020))，开展区域性O3污染源头治理和环境治理的科学试验。在推进光化学监测网络建设和观测数据积累的基础上，厘清我省O3污染状况和演变情况，研究O3污染成因，探索O3生成控制区(NOx控制区、VOCs 控制区和过渡区[18])时空分布，识别O3污染控制的关键活性VOCs 物种，量化O3污染形成的气象和气候因素贡献，解析O3前体物 NOx和VOCs 的主要来源和O3的水平及垂直传输特征和影响因素。在相关研究的基础上，构建O3污染防治科学管理体系，开展区域和城市差异化精细化O3污染防控。

建立VOCs 组分业务化监测体系。目前，贵州省9个中心城市开展了非甲烷总烃常态化观测，但其覆盖范围难以满足推进VOCs综合治理的需求。我省应研究建立多点位(城市站、背景站、传输通道上下风向等)VOCs组分离线和在线连续监测网络，厘清我省VOCs浓度组成特征、化学活性物种及其来源的时空差异。分析不同VOCs排放源的产污机理和排放特征，以及重点目标污染物的性质、建立不同行业的VOCs全谱采样方法。建立有效识别重点VOCs物种和重点源对二次污染物生成贡献的技术方法和VOCs排放源特征谱的构建方法与校核技术，开展工艺过程(石化行业、化工行业、钢铁行业和印刷行业等)、移动源(汽油车、柴油车和LPG车)、低矮面源(秸秆燃烧过程、取暖煤炉燃烧过程)和溶剂使用源等VOCs排放特征谱研究，构建贵州本地化VOCs排放特征谱库，从而识别环境空气 VOCs的主要来源，筛选重点行业和关键 VOCs组分，制定控制活性 VOCs物种的技术方法，进而实现对重点行业的关键 VOCs组分的管控，降低环境空气中二次污染物浓度水平。

控制气态亚硝酸(HONO)和氨排放。气态亚硝酸是城市大气中 OH 自由基的主要初级来源，是大气复合污染过程中维持强氧化性的主要因素之一，科学控制HONO可减少白天PM2.5与O3复合污染的发生[24]。在“双高水平”下，需要加强HONO 排放控制[25]。控制氨(NH3)排放具有控制PM2.5与O3复合污染发生的潜力[26]，相关研究表明控制NH3比控制NOx对减轻PM2.5空气污染更具有成本效益[27]，也有研究表明高NH3条件下HONO的大量形成可明显提升大气氧化能力并促进雾霾污染发生[28]。在现有污染物排放控制的基础上，加大对HONO和NH3排放的控制，对缓解PM2.5与O3空气污染具有重要意义。因此，政府、环保部门、科研院所和高校应该尽快把HONO和NH3的常态化联网观测提上日程，厘清二者源汇及其在PM2.5与O3污染中的作用，助力以光化学研究为基础的光化学污染控制对策的制定。

构建“政治智慧-管理创新-科学先行-公众参与”大气污染治理政策保障体系。深化落实“纵向协调、横向联动”的区域联防联控，加强资讯共享，突破现有以行政单位各自为政的管理制度。建议建成黔中区域大气O3污染成因与防治重点实验室，成立黔中区域大气污染联防联控委员会和O3污染控制专业委员会，将该区域作为贵州省大气污染防治的示范特区。逐步制定落实相应的法律规章，强化工业源、移动源、施工扬尘源的监测。形成制衡系统，涉环保相关单位和利益相关方彼此监督。抓紧时间进行基础性的科学研究，加大科研投入力度，根据科研结果制定详尽完备的污染物减排控制方案，避免“拍脑门”做决策。凝聚公众参与环保的力量，借助媒体广泛展开科普和政策法规宣传，积极引导公众关注环保，监督、举报违规污染排放工业企业。今后的大气污染治理将面临比以前更复杂更艰难的工作，有关科研决策业务部门必须注意在实际工作进展中发现新问题，掌握新动态，探索新理论和使用新手段。全民动员，让违规污染排放没有容身之所。

5 展望

虽然贵州省“十三五”期间大气污染防治取得显著成效，但大气污染防控工作依然任重道远，大气O3污染增速加快，PM2.5和O3污染协同控制成为迫切需要解决的问题。为完成贵州省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议和贯彻落实国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见，必须在巩固和深化“十三五”期间行之有效的措施和政策基础上，加大力度释放优化产业、能源、交通结构的污染减排潜力，深化系统治污和科学治污，完善制度机制，提高治理水平，创新管理工具，落实各方责任，开展全民行动，实现全省空气质量持续稳定改善，全面打赢蓝天保卫战，让人民群众获得或拥有更加强烈的“蓝天幸福感”。