大气专项行动对深圳市坪山区空气质量的影响研究.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:田鹏山(),男,硕士,工程师,研究方向为大气污染防治.大大气气专专项项行行动动对对深深圳圳市市坪坪山山区区空空气气质质量量的的影影响响研研究究田鹏山,朱 珠,牛 植,安礼航,杨智彬,张潇逸,方音斌(深圳市源清环境技术服务有限公司,广东 深圳 ;深港产学研基地(北京大学香港科技大学深圳研修院),广东 深圳 ;绿鹏环境科技(深圳)有限公司,广东 深圳 )摘要:利用空气质量监测数据、气象监测数据、单颗粒质谱监测数据和后向轨迹模型等对深圳市坪山区 年 月开展大气污染防治专项行动期间的空气质量变化情况进行了分析,结果表明:在气象条件整体变化不大的情况下,通过开展专项行动,优化资源调配,强化道路扬尘、工地扬尘等污染源监管,加强洒水降尘作业等工作举措可以有效降低颗粒物特别是PM 的浓度.在气象条件不利情况下,空气质量还会受到区域传输的较大影响.基于坪山区 年 月大气污染防治专项行动的实际成效,对坪山区今后的大气污染防治工作提出了持续强化扬尘污染防治、深入推进污染协同治理、重点抓好大气攻坚行动、深入贯彻区域联防联控等工作建议.关键词:大气污染防治;专项行动;单颗粒质谱;后向轨迹;坪山区中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()R e s e a r c ho nt h e I m p a c t o fA t m o s p h e r i cS p e c i a lA c t i o no nA i rQ u a l i t yi nS h e n z h e nP i n g s h a nD i s t r i c tT i a nP e n g s h a n,Z h uZ h u,N i uZ h i,A nL i h a n g,Y a n gZ h i b i n,Z h a n gX i a o y i,F a n gY i n b i n(S h e n z h e nY u a n q i n gE n v i r o n m e n t a lT e c h n o l o g yS e r v i c eC o,L t d,S h e n z h e n,G u a n g d o n g ,C h i n a;PKUHKU S TS h e n z h e nH o n gK o n gI n s t i t u t i o n,S h e n z h e n,G u a n g d o n g ,C h i n a;L v p e n gE n v i r o n m e n t a lT e c h n o l o g y(S h e n z h e n)C o,L t d,S h e n z h e n,G u a n g d o n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h i s s t u d y,a i rq u a l i t ym o n i t o r i n gd a t a,m e t e o r o l o g i c a lm o n i t o r i n gd a t a,s i n g l ep a r t i c l em a s ss p e c t r o m e t r ym o n i t o r i n gd a t a,a n db a c k w a r dt r a j e c t o r ym o d e lw e r eu s e dt oa n a l y z et h ec h a n g e si na i rq u a l i t yd u r i n gt h es p e c i a l a c t i o no f a i rp o l l u t i o nc o n t r o l i nS h e n z h e nP i n g s h a nD i s t r i c t i nD e c e m b e r T h er e s u l t ss h o wt h a t t h e c o n c e n t r a t i o no f p a r t i c u l a t em a t t e r,e s p e c i a l l yPM,c a nb e e f f e c t i v e l yr e d u c e db yc a r r y i n go u ts p e c i a la c t i o n s,o p t i m i z i n gr e s o u r c ea l l o c a t i o n,s t r e n g t h e n i n gs u p e r v i s i o no fp o l l u t i o ns o u r c e ss u c ha s r o a dd u s t a n dc o n s t r u c t i o ns i t ed u s t,a n ds t r e n g t h e n i n gw a t e r s p r i n k l i n ga n dd u s t r e d u c t i o no p e r a t i o n sw h e n t h eo v e r a l lm e t e o r o l o g i c a l c o n d i t i o n sd on o t c h a n g em u c h I na d v e r s ew e a t h e r c o n d i t i o n s,a i rq u a l i t yc a na l s ob eg r e a t l ya f f e c t e db yr e g i o n a l t r a n s m i s s i o n B a s e do nt h ea c t u a l r e s u l t so f t h es p e c i a l a c t i o no fa i rp o l l u t i o nc o n t r o l i nP i n g s h a nD i s t r i c t i nD e c e m b e r ,s u g g e s t i o n sw e r ep u tf o r w a r df o r t h e f u t u r e a i rp o l l u t i o nc o n t r o l i nP i n g s h a nD i s t r i c t,s u c ha s c o n t i n u o u s l ys t r e n g t h e n i n g t h ed u s tp o l l u t i o nc o n t r o l,d e e p l yp r o m o t i n gt h ec o o r d i n a t e dp o l l u t i o nc o n t r o l,f o c u s i n go nt h ea i r c a m p a i g n,a n dd e e p l y i m p l e m e n t i n gt h er e g i o n a l c o l l a b o r a t i v ec o n t r o l K e yw o r d s:a i rp o l l u t i o nc o n t r o l;s p e c i a l a c t i o n;s i n g l ep a r t i c l em a s ss p e c t r o m e t r y;b a c k w a r dt r a j e c t o r y;P i n g s h a nD i s t r i c t田鹏山,等:大气专项行动对深圳市坪山区空气质量的影响研究环境与安全 引言近年来,全国各地高度重视大气污染防治工作,经过多年探索,基本形成了夏季重点抓臭氧防治、冬季重点抓颗粒物防治的工作思路 .此外,为了集中资源和力量,以最小的投入获得最大的成效,部分地区还会适时开展大气污染防治攻坚冲刺等专项行动 .深圳市连续多年实施发布“深圳蓝”可持续行动计划,并将PM、PM 等主要空气指标纳入深圳市生态文明建设考核,全面系统地推进大气污染防治工作,空气质量明显改善,灰霾天数大幅下降 .为加快建设中国社会主义先行示范区,率先打造人与自然和谐共生的“美丽中国”典范,深圳市在“十四五”期间对全市及各区空气质量提出了更高的要求.年前三季度深圳市坪山区在全区工地遍地开花,降雨量同比大幅减少的情况下,空气质量出现较大幅度下滑,大气考核面临巨大压力.在此情况下,坪山区在第四季度特别是 月开展了大气污染防治攻坚冲刺专项行动,全区一盘棋集中力量攻坚克难,每日加强研判和统筹调度、大力开展夜间道路扬尘和泥头车污染联合执法、昼夜轮班强化工地现场和视频“双线”监管、提升洒水和雾炮作业力量和频次,取得了突出成绩,年全区主要空气质量指标圆满完成考核目标.为分析专项行动在坪山区空气质量改善中发挥的作用,本研究对 年 月坪山区的空气质量、气象条件进行了分析,并进一步利用单颗粒质谱来源解析、后向轨迹分析等对相关成效予以评估,以期为政府部门开展环境管理和污染防治工作提供科学依据和经验借鉴.数据与方法 研究区域概况坪山区位于深圳市东北部,总面积 k m,年常住人口 万人.作为深圳市重点打造的东部中心,近年来坪山区发展迅速,形成了智能网联汽车、生物医药、新一代信息技术三大产业板块,年实现地区生产总值 亿元,同比增长 .随着城市化的快速发展,坪山区在大开发大建设的同时,也带来了较为严重的扬尘污染,空气质量面临着巨大考验.研究表明,作为深圳的东北门户,除本地污染源外,坪山区颗粒物浓度还极易受到区域传输影响 ,特别是北方内陆地区带来的污染气团.数据来源本研究所用的空气监测数据来自深圳市环境空气质量分析与评价系统,获取数据的站点为包括坪山子站在内的 年深圳市生态文明建设考核的 个点位,获取数据为各站点 年PM、PM 的逐日浓度;气象数据来自深圳市气象局官网,采用坪山街道的监测数据,获取数据为 年 月、年 月、年 月温度、风速、湿度、降雨量的逐日数据;单颗粒质谱数据来自深圳市生态环境局坪山管理局在坪山子站周边开展的相关观测和研究,获取数据为 年 月单颗粒质谱解析的逐日数据.分析方法本研究利用HY S P I T模型 对 年 月 日坪山区的大气污染进行了后向轨迹分析.以坪山子站作为后向轨迹起始点,设置轨迹起始高度为 和 m来分别模拟高空和低空气团的后向轨迹,模拟时间为 h.结果分析 空气质量分析对坪山子站 年 月PM 和PM 逐日浓度 及 比 值 进 行 分 析,结 果 见 图.年 月 坪 山 子 站PM、PM 浓 度 整 体 呈 下 降 趋势,且二者变化趋势较为一致.其中个别日期颗粒物浓度出现反弹突增,如 月 日PM 浓度达到当月最高值,PM 达到第二高值,推测主要是受到不利气象条件的影响.从PM/PM 的比值来看,PM 的占比整体呈上升趋势,表明在颗粒物浓度整体呈下降趋势的情况下,粗颗粒物(PM )的下降幅度相较细颗粒物(PM)更大,推测主要是湿清除对扬尘污染防治起到了更为明显的效果.对坪山子站 年 月、月的PM 和PM 浓 度 进 行 对 比 分 析,结 果 见 表.年 月坪山子站PM 和PM 浓度相比 年同期略有下降,但相比 年同期有所升高,特别是PM 恶化严重,同比升高 .年 月坪山子站PM 和PM 浓度相比 年和 年同期均有所下降,其中PM 大幅改善,相比 年同期下降 .年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期图坪山子站 年 月PM 和PM 逐日浓度及比值变化表坪山子站 年 月、月PM 和PM 浓度对比g/m空气指标 月 年 年 年 月 年 年 年PM PM 如表,进一步分析坪山子站在全市考核站点中的排名可知,年 月坪山子站PM 浓度排名第 名,月排名上升位至第 名;年 月坪山子站PM 浓度排名第 名,月排名大幅上升位至第 名,表明 月坪山子站颗粒物相较其他子站取得了更大的改善幅度.表坪山子站 年 月、月PM 和PM 浓度在全市考核站点中的排名空气指标 年 月排名 年 月排名PM PM 坪山子站 年 月颗粒物浓度和排名数据的显著改善表明,通过开展大气污染防治专项行动,以严管道路扬尘和泥头车、严管工地扬尘和施工机械、加强洒水降尘作业等为主要手段的工作举措,对降低颗粒物浓度特别是P M 浓度具有显著作用.气象条件分析为分析气象条件在坪山子站 年 月颗粒物浓度显著改善中的作用,对 年 月的主要气 象 参 数 进 行 对 比 分 析,结 果 见 表.年 月,坪山子站平均温度为 ,介于 年和 年同期之间;平均风速为 m/s,略低于 年同期,比 年同期低 m/s;平均相对湿度为 ,略高于 年和 年同期;降雨量为 mm,高于 年和 年同期.整体来看,年 月坪山子站主要气象参数相比 年和 年同期变化不大,仅降雨量稍多,如图,从降雨强度来看,年 月坪山子站共有d发生降雨,但其中d降雨量不足mm,对颗粒物的清除作用十分有限,反而可能出现颗粒物吸湿性增长的现象 .因此,气象条件并不是导致坪山子站 年 月颗粒物浓度明显下降的主要原因.表坪山子站 年 月主要气象参数对比气象参数 年 月 年 月 年 月平均温度/平均风速/(m/s)平均相对湿度/降雨量/mm 单颗粒质谱解析对坪山子站 年 月的单颗粒质谱解析情况进行分析,结果见图.年 月坪山子站颗粒物来源主要包括汽车尾气、二次无机源、工业工艺、扬尘源、生物质燃烧、餐饮、燃煤等,其中贡献最大的为汽车尾气,占比达 ,其次为二次无机源、工 业 工 艺、扬 尘 源,分 别 占 比 、.随着 月大气污染防治专项行动的开展,坪山子站扬尘源对颗粒物的贡献占比下降明显,从 月日最高占比 稳步下降,月 日后基本保持在 以下,占比下降了约/,表明各项扬尘污染防治措施的落实颇有成效,是坪山子站颗粒物浓度下降的关键因素.田鹏山,等:大气专项行动对深圳市坪山区空气质量的影响研究环境与安全图坪山子站 年 月降雨统计图坪山子站 年 月单颗粒质谱解析情况 后向轨迹分析 年 月 日受冷空气影响,坪山区东北风加大,PM 和PM 浓度开始迅速升高.坪山区提前预警研判并合理调度,严格落实各项大气污染防治措施,但当日PM 浓度仍达到当月最高值 g/m;PM 浓度上升幅度小于PM,但也达到当月第二高值 g/m.如图,运用HY S P L I T模型模拟坪山子站当天的气团后向轨迹,结果显示近地面和高空气团均主要来自北方内陆地区,与此次冷空气路径基本一致,与坪山区颗粒物浓度受传输影响最大的区域也一致.结合单颗粒质谱解析结果,当日坪山子站扬尘源贡献仅占,颗粒物污染主要不是由本地扬尘源引起,而是主要受冷空气前锋影响,通过区域传输携带的二次颗粒物在本地累积,从而在短时间内迅速推高了本地颗粒物浓度.因此,在气象条件不利情况下,空气质量还会受到区域传输的较大影响,即使做好包括扬尘源在内的本地污染源管控,仍可能面临较为严重的污染问题.在此情况下,更需做好大气污染分析的提前研判和大气污染防治的联防联控工作.图 年 月 日点(UT C时间 月 日点)坪山子站后向轨迹 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期 结论与建议 结论()年 月坪山区开展大气污染防治专项行动后,颗粒物浓度整体呈下降趋势,且相较于 和 年同期也有较大幅度改善,其中PM 比PM 改善幅度更大,表明以严管道路扬尘和泥头车、严管工地扬尘和施工机械、加强洒水降尘作业等为主要手段的工作举措,对降低颗粒物浓度特别是PM 浓度具有显著作用.()对温度、风速、相对湿度、降雨量等气象要素的分析表明,气象条件并不是导致坪山子站 年 月颗粒物浓度明显下降的主要原因.()单颗粒质谱解析结果表明,随着 月大气污染防治专项行动的开展,坪山子站扬尘源对颗粒物的贡献占比下降明显,各项扬尘污染防治措施的落实颇有成效,是坪山子站颗粒物浓度下降的关键因素.()后向轨迹分析表明,月 日坪山子站出现的颗粒物浓度反弹突增,主要是受冷空气前锋影响,通过区域传输携带的二次颗粒物在坪山累积所致.建议基于坪山区 年 月大气污染防治专项行动的实际成效和不足之处,建议坪山区今后重点从以下几个方面进一步加强相关大气污染防治工作:()持续强化扬尘污染防治.督促工地严格落实扬尘防治“个 ”,加强场内湿法作业,对长期不施工裸露土地实施复绿,出场泥头车冲洗干净后方能上路;常态化做好市政道路洒水保洁,重点加强施工工地周边的道路保洁,做到不抛撒、不遗漏、不积尘、不起尘.()深入推进污染协同治理.在扬尘污染防控的同时,还需做好其他污染源特别是机动车和工业源的管控,从源头上减少VO C s和NOx等二次颗粒物的前体物,同时VO C s和NOx的减排对臭氧污染防治也将起到关键作用.()重点抓好大气攻坚行动.提前谋划部署,针对本地区的污染特征,每年制定针对性的攻坚行动,实现污染削峰,起到事半功倍的效果.()深入贯彻区域联防联控.及时响应省、市大气研判分析和工作部署,在气象条件不利,区域污染传输突出时,迅速启动联防联控,最大限度地减少本地区污染源排放.参考文献:浙江省生态环境厅关于开展减少污染天气攻坚行动的通知E B/O L h t t p:/s t h j t z j g o v c n/a r t/a r t_ _ h t m l 生态环境部关于印发 深入打好重污染天气消除、臭氧污染防治和柴油货车污染治理攻坚战行动方案 的通知E B/O L h t t p s:/w w w g o v c n/z h e n g c e/z h e n g c e k u/c o n t e n t_ h t m 殷鹏环保督察“大考”四川这样“答卷”N四川日报,()吴帅冬治颗粒物 夏秋治臭氧:青岛出台大气治污攻坚“条”,全年守护“青岛蓝”N青岛日报,()张玉洁甘肃兰州 年空气质量综合指数为年来最优N中国信息报,()江瑜百日攻坚!南京生态环境质量“提质增优”N南京日报,(A )于洋跨部门协同治理视角下地方政府大气污染防治攻坚行动研究D曲阜:曲阜师范大学,廖彤,沈劲,陈瑶瑶,等 年 月底广东大气污染过程与攻坚成效分析J环境科学与技术,(S):王芳 年“大气攻坚冲刺 天”期间济源市空气质量改善分析及其建议J绿色科技,():董战峰,杜艳春,陈晓丹,等深圳生态环境保护 年历程及实践经验J中国环境管理,():,深圳市生态环境局 年度深圳市生态环境状况公报E B/O L h t t p:/m e e b s z g o v c n/x x g k/t j s j/n d h j z k g b/c o n t e n t/p o s t_ h t m l 坪山区统计局坪山年鉴 M郑州:中州古籍出版社,:安礼航,朱珠,田鹏山慢生活对深圳市坪山区大气环境质量的影响研究J绿色科技,():田鹏山,褚艳玲,吴锋,等深圳市东北部PM 的变化特征及潜在传输来源J广东气象,():田鹏山,褚艳玲,吴锋,等深圳市一次典型污染天气污染特征分析研究:以 年月空气质量为例J环境科学与管理,():中 国 天 气 网深 圳 市 气 象 局 E B/O L h t t p:/w e a t h e r s z g o v c n/N o a aH y s p l i t 后向轨迹模型E B/O L h t t p s:/w w w r e a d y n o a a g o v/HY S P L I T p h p 陈圆圆,李珺琪,常淼,等北京市PM 水分含量及其变化特征J中国环境科学,():李凯飞,张恒德,谢永华降水对京津冀中南部PM 和PM 清除作用的分析J干旱区资源与环境,():王宗爽,付晓,王占山,等大气颗粒物吸湿性研究J环境科学研究,():