北大空氣質(zhì)量報(bào)告：“十三五”即將收官，北方68城市藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)績?nèi)绾危?/h1>
發(fā)表時(shí)間：2020-07-29 13:27 時(shí)光飛逝，又到了一個(gè)“五年目標(biāo)”的尾聲，我們國家的空氣污染治理得如何？從目前情況來看，有些城市成績不錯(cuò)，有些離達(dá)標(biāo)還有點(diǎn)差距；來勢洶洶的新冠疫情對空氣質(zhì)量有什么影響？不得已的停工停產(chǎn)卻讓我們有機(jī)會探測到了降低污染的極值范圍；那么，困擾了我們多年的霧霾得到驅(qū)散了嗎？老牌的PM2.5和PM10污染有所好轉(zhuǎn)，然而新的污染物卻在悄悄占據(jù)“C位”……這些，是北京大學(xué)陳松蹊教授研究團(tuán)隊(duì)剛剛發(fā)布的空氣質(zhì)量分析報(bào)告所體現(xiàn)的。 這是自2015年3月以來，該環(huán)境統(tǒng)計(jì)團(tuán)隊(duì)連續(xù)推出的第7份系列報(bào)告。這次的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來源涵蓋了京、津2個(gè)直轄市和河北、河南、山東、山西、陜西5省所有地級市，達(dá)到68個(gè)城市，報(bào)告分析了新冠肺炎疫情的影響，并同樣剔除了氣象因素對數(shù)據(jù)形成的干擾，為我們呈現(xiàn)出更清晰、立體的區(qū)域空氣質(zhì)量演變過程。 人類面臨越來越多不確定性和挑戰(zhàn)，幸而我們總能以專業(yè)的能力和認(rèn)真的態(tài)度去改善環(huán)境，改善所呼吸的空氣。而改善這個(gè)世界離不開我們所有人共同的努力。 本文編寫自報(bào)告內(nèi)容摘要，閱讀完整報(bào)告請點(diǎn)擊文末鏈接獲取。  ▲ 本報(bào)告所使用的污染物數(shù)據(jù)來自于環(huán)保部所屬的國控站，包含五省二市（即河北、河南、山東、山西、陜西五省及北京、天津二市）全部“2+66”城市354個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)（不含背景站），相比第六份報(bào)告新增23個(gè)城市。 ▲ 本報(bào)告使用的“年”并非自然年，而是一年的3月份到下一年2月份的“季節(jié)年”，涵蓋一個(gè)完整的四季。這同我們之前發(fā)布的第三至第六份報(bào)告一致。我們的空氣質(zhì)量評估以季節(jié)為基本時(shí)間單元，其中春季是3月到5月，夏季是6月到8月，秋季是9月到11月，冬季是12月到來年2月。 ▲ 本報(bào)告將分析六種空氣質(zhì)量常規(guī)污染物：PM2.5、PM10、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和臭氧（O3）。 ▲ 本報(bào)告沿用前六份報(bào)告所提出的統(tǒng)計(jì)學(xué)氣象調(diào)整方法，這一方法基于8年歷史氣象數(shù)據(jù)構(gòu)造基準(zhǔn)可比氣象條件，并在基準(zhǔn)氣象條件下重新計(jì)算污染物的平均濃度，從而去除氣象變異的影響。對于2019年也去除了新冠肺炎的影響。
PM2.5和PM10：改善明顯但不均衡，“十三五”總體達(dá)標(biāo)仍有壓力 2019年P(guān)M2.5濃度在扣除氣象和疫情影響后下降顯著，京津冀位于華北平原的“2+8”市（北京、天津、邯鄲、滄州、唐山、邢臺、衡水、石家莊、保定、廊坊）下降了14.7微克/立方米（20.2%），這一下降幅度超過上一次2015年的15.5%的降幅。河南、山西2019年P(guān)M2.5也下降顯著，河南下降了13.7%，山西下降17.3%。以上下降幅度的計(jì)算已經(jīng)去除了氣象因素的干擾，這與原始污染物濃度的計(jì)算結(jié)果有顯著區(qū)別。2019年P(guān)M2.5的下降是二氧化硫、一氧化碳和二氧化氮的大幅下降所致。2019年大氣污染大幅度改善一個(gè)主要原因是過去幾年在京津冀和周邊地區(qū)逐年增加的散煤替代改氣、改電推進(jìn)力度。 經(jīng)過近六年的治理，京津冀PM2.5和PM10污染已經(jīng)有了明顯改善。京津冀平原地區(qū)“2+8”市PM2.5累積降幅達(dá)到51.9%。山東，河南改善幅度次之，分別為32.5%和30.5%；山西和陜西的改善程度較低，累積降幅分別為20.7%和22.3%。PM10累積降幅京津冀平原地區(qū)“2+8”市為49.4%；山東和河南次之，分別為30.9%和30.8%；陜西、山西較低，分別為26.5%和18.8%。山西最近兩年、陜西最近三年P(guān)M2.5和PM10才有下降趨勢。 按照“十三五”規(guī)劃要求，PM2.5未達(dá)標(biāo)（35微克/立方米）地級及以上城市，其PM2.5年均濃度到2020年應(yīng)該比2015年降低18%。五省二市“2+66”城市2015年P(guān)M2.5未達(dá)標(biāo)的城市有67個(gè)（張家口2015年已達(dá)標(biāo)）。經(jīng)過氣象及疫情調(diào)整后的計(jì)算，到2019年有46個(gè)在2015-2019年間PM2.5年平均濃度的累計(jì)降幅已經(jīng)達(dá)到18%，但仍有21個(gè)城市未達(dá)到降幅超過18%的標(biāo)準(zhǔn)。分地區(qū)看，北京、天津均實(shí)現(xiàn)累計(jì)降幅18%的指標(biāo)，河北、河南、山東、山西、陜西分別有11、14、15、3和3個(gè)城市實(shí)現(xiàn)指標(biāo)，但有1、3、2、8和7個(gè)城市尚未實(shí)現(xiàn)。還沒有達(dá)標(biāo)的城市主要分布在山西和陜西。  二氧化硫改善成為六年來最大亮點(diǎn) “2+66”城市二氧化硫濃度近六年穩(wěn)步顯著下降，區(qū)域性二氧化硫的顯著下降是京津冀及周邊晉魯豫陜地區(qū)過去六年大氣污染治理的最大亮點(diǎn)，也是區(qū)域范圍顆粒物濃度顯著下降的主要動力。京津冀、河南、山東、山西、陜西過去六年分別降低72.8%、74.2%、74.9%、67.1%、60.9%。“2+66”城市一氧化碳的下降幅度要小于二氧化硫的下降幅度。2019 年一氧化碳年均濃度也有顯著下降。相比2018年，京津冀平原“2+8”城市、河南、山東、山西、陜西2019年平均濃度分別下降15.9%、16.7%、6.4%、14.1%、18.7%。 山西近六年二氧化硫和一氧化碳雖然下降明顯，但是仍是五省二市七個(gè)區(qū)域中濃度最高的地區(qū)，同時(shí)唐山、臨汾、大同等重工業(yè)城市仍全年保持較高污染水平，以上地區(qū)二氧化硫和一氧化碳仍需進(jìn)一步治理。 二氧化氮：多年“頑疾”顯示好轉(zhuǎn)跡象 “2+66”城市二氧化氮改善程度一直不及二氧化硫和一氧化碳，但2019年二氧化氮在京津冀平原“2+8”城市、河南、陜西出現(xiàn)改善跡象，分別下降4.7、3.6、2.5微克/立方米，這是一個(gè)可喜的跡象。然而山東、山西只下降0.7、0.3微克/立方米，過去三年分別減少0.3、-3.2微克/立方米，這兩個(gè)省還沒有找到減少二氧化氮的有效方案。 二氧化氮主要來源于機(jī)動車尾氣及生物質(zhì)燃燒，鑒于本研究涉及的國控站點(diǎn)多在城市中心區(qū)，其所度量的二氧化氮應(yīng)該主要源于機(jī)動車排放，故機(jī)動車排放的控制應(yīng)是下一步大氣治理的重點(diǎn)。我們建議各省市采取措施有效減少機(jī)動車所生成的二氧化氮濃度，這在遏制臭氧的上升同時(shí)也為顆粒物濃度下降提供新的路徑。  “2+66”城市去除氣象和疫情因素影響后PM2.5、PM10、二氧化硫和一氧化碳年平均濃度時(shí)間序列 （一氧化碳單位為毫克/立方米，其余污染物單位為微克/立方米） 實(shí)線（虛線）代表在5%統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平比上年有（無）顯著增加或減少 其中河北北部：張家口、承德、秦皇島；環(huán)渤海：唐山、天津、滄州，北京、廊坊； 沿太行山脈：保定、石家莊、邢臺、邯鄲、衡水。 “2+66”城市去除氣象和疫情因素影響后二氧化氮和臭氧8小時(shí)年（或春夏）平均濃度時(shí)間序列（微克/立方米）實(shí)線（虛線）代表在5%統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平比上年有（無）顯著增加或減少 PM2.5尚未唱罷臭氧欲爭“C位” 臭氧常被形容為“在天是佛，近地成魔”，由于其強(qiáng)氧化性，能與呼吸道中的細(xì)胞、流體和組織快速反應(yīng)，導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷。長短期暴露在高濃度臭氧中都可能會對呼吸系統(tǒng)、肺部、眼部等造成損害。同時(shí)，臭氧可促使空氣中的大量氣體污染物轉(zhuǎn)化為顆粒物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為PM2.5。因此，近地面臭氧濃度超標(biāo)的危害程度不亞于PM2.5超標(biāo)。目前臭氧污染已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家面臨的主要大氣問題，而中國這幾年臭氧污染問題也日益突出，臭氧和 PM2.5已成為中國大氣污染的兩個(gè)首要污染物。“2+66”城市所在的五省二市過去六年8小時(shí)(中午12點(diǎn)-晚上7點(diǎn))臭氧濃度均呈現(xiàn)上升的趨勢，2019年持續(xù)惡化且未有減緩趨勢。相較于2018年，京津冀平原“2+8”城市、河南、山東、山西、陜西2019年春夏平均濃度上升3.1%、3.6%、5.2%、5.6%、4.4%，區(qū)域內(nèi)臭氧污染加重的問題日益突出。京津冀平原上“2+8”市、山東、山西、河南、陜西過去六年累積增幅分別為33.1%、24.4%、74.6%、40.7%和34.9%，2019臭氧年濃度最高的前8個(gè)城市均在山東省，山西的春夏平均臭氧濃度幾乎翻倍，在逼近山東、河南的水平，情況也令人擔(dān)憂。 我們建議像管控PM2.5一樣，對京津冀地區(qū)乃至全國主要污染區(qū)域設(shè)定臭氧改善的具體數(shù)值目標(biāo)，以便采取有力措施通過顯著降低區(qū)域內(nèi)二氧化氮和一氧化碳濃度及時(shí)遏制其增長的趨勢、有效降低臭氧濃度。避免部分地區(qū)面臨顆粒物和臭氧“雙面夾擊”的局面。
防控新冠疫情探測出空氣質(zhì)量控制極限值 受新冠疫情影響，1月23日武漢封城后全國迅速采取大規(guī)模人群居家隔離、復(fù)工延遲等舉措以控制疫情。疫情防控舉措對大氣污染有何影響？為此我們做了統(tǒng)計(jì)學(xué)的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。我們使用Difference in adjusted-Difference方法來估計(jì)2020年2月的污染物濃度在不受疫情防控措施影響下的預(yù)期水平。  “2+66”城市2020年2月疫情調(diào)整前后主要污染物平均濃度降幅（負(fù)數(shù)表示調(diào)整后濃度上升） “2+66”城市2020年2月疫情調(diào)整前后主要污染物的平均濃度降幅如上圖所示。對于顆粒物濃度，受疫情影響，五省二市中共57個(gè)城市有額外下降，導(dǎo)致PM2.5和PM10在2020年2月平均濃度降幅平均值達(dá)29.8和17.8微克/立方米，其中山東、河南受疫情影響降幅較大。 二氧化氮受疫情影響最為顯著，五省二市2020年2月平均濃度一致下降，降幅平均值為16.9微克/立方米（39.6%）。這是由于二氧化氮主要污染來源之一為城市交通，后者因疫情管控受到嚴(yán)格控制。二氧化硫和一氧化碳濃度受疫情影響相對較小。五省二市2020年2月二氧化硫平均濃度降幅平均值為1.7微克/立方米；一氧化碳2020年2月平均濃度降幅平均值為0.18毫克/立方米。 由于二月份疫情期間主要重工業(yè)品的產(chǎn)量，除了建材和發(fā)電外，同去年同期和疫情爆發(fā)前的12月和1月均沒有太大變化，有的品種甚至增加，我們認(rèn)為疫情期間PM2.5的下降主要是由于人群隔離所導(dǎo)致的二氧化氮下降所產(chǎn)生的。 新冠疫情為我們提供了獲得冬季中國北方地區(qū)大氣污染下界的機(jī)會。從以上匯總的污染物受疫情影響的下降的百分比值，我們得到在目前供暖，電力和基本生產(chǎn)的排放模式下，中國北方冬季PM2.5最多還有30.9%的下降空間，二氧化氮最多39.6%，而二氧化硫和一氧化碳的下降空間最小，分別只有10.0%和13.9%。 但由于在一般情況下并無法實(shí)施疫情期間的防控措施，所以以上極限并不能輕易達(dá)到。這說明，北方地區(qū)在目前的排放模式下達(dá)到PM2.5達(dá)到35微克/立方米以下的目標(biāo)，會有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。我們注意到北方地區(qū)在過去幾年開始的散煤替代、煤改氣、煤改電對大氣污染所帶來的大氣污染的改善已經(jīng)有相當(dāng)多的釋放。所以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善和升級應(yīng)該是改善北方地區(qū)大氣污染的根本途徑。 建議提高“良”的標(biāo)準(zhǔn)，幫助人群加強(qiáng)防護(hù) 中國空氣質(zhì)量已有非常顯著的改善。“2+66”城市PM2.5年中位數(shù)濃度已從2015年的76.6微克/立方米，降至2019年的55.5微克/立方米。我們認(rèn)為目前以PM2.5為75微克/立方米作為空氣質(zhì)量“良”的上限已過于寬松。我們注意到印度和孟加拉國PM2.5“良”的標(biāo)準(zhǔn)分別為60和65微克/立方米，均比中國目前使用的WHO“過渡時(shí)期”的初級指標(biāo)所建議的75微克/立方米嚴(yán)格。建議使用WHO“過渡時(shí)期”第二級指標(biāo)所給定的50微克/立方米作為“良”的上限，以減少中國公民的長期污染暴露水平。  PM2.5在50和75微克/立方米標(biāo)準(zhǔn)下，2015、2018和2019年各地區(qū)平均優(yōu)良率占比情況 如上圖所示，在50微克/立方米為“良”標(biāo)準(zhǔn)下，雖然各城市優(yōu)良空氣占比平均下降17.45%，但2019年除安陽（48.6%）、太原（49.9%）外，所有城市“優(yōu)良空氣”占比都超過50%，其中22個(gè)城市優(yōu)良空氣占比在60%以上。各城市的“藍(lán)天”天數(shù)仍然會保持在50%以上。大量科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)長期暴露在PM2.5濃度35微克/立方米至75微克/立方米的空氣中會對人體健康造成危害。使用50微克/立方米作為“良”的上界，將提高中國手機(jī)、網(wǎng)頁污染等級提示的標(biāo)準(zhǔn)，將使中國人群能實(shí)行更有效的保護(hù)措施，減少我國人群污染暴露水平。提高“良”的標(biāo)準(zhǔn)也會降低未來個(gè)人及國家的醫(yī)療健康開支，為下一步大氣污染防治行動計(jì)劃提供更高的目標(biāo)和新的動能。 本文來源：https://mp.weixin.qq.com/s/QmaBwyqEwzXWXd7eCRVPNQ 完整報(bào)告：http://gsmcms.gsm.pku.edu.cn/system/_owners/bdghglxy/_webprj/2020728.pdf |
