-
国家高度重视大气雾霾治理,于2012年2月29日发布了国家标准《环境空气质量标准:GB 3095—2012》[1](以下简称“空气质量新标准”),并于2016年6月1日起在全国正式实施。该标准调整了环境空气功能区分类,首次增设了PM2.5浓度限值,收紧了PM10浓度限值,并针对一类区、二类区室外PM2.5年平均质量浓度对应设置了一级(15 μg/m3)和二级(35 μg/m3)浓度限值要求。于2013~2015年陆续完成了空气质量新标准监测工作。监测期间重点区域室外PM2.5年平均质量浓度随时间的变化情况[1-9],见图1。
图1可知,2013~2017年京津冀地区13个地级及以上城市、长三角地区25个地级及以上城市和珠三角地区9个地级及以上城市室外PM2.5年平均质量浓度整体呈下降趋势,分别降低了39.62%、34.33%和27.66%,且京津冀地区连续5年全年以PM2.5为首要污染物的污染天数最多。
2015~2017年珠三角地区9个地级及以上城市室外PM2.5年平均质量浓度均低于空气质量新标准的二级浓度限值,但其余地区室外PM2.5年平均质量浓度均大于标准限值35 μg/m3。2018年7月3日,国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号),并要求以京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等为重点区域,持续开展室外大气污染防治行动。其中,2018年京津冀及周边地区“2+26”城市、长三角地区41个城市、汾渭平原11个城市室外PM2.5年平均质量浓度分别为60、44和58 μg/m3,分别超标0.71、0.26和0.66倍;2019年3大区域室外PM2.5年平均质量浓度分别为57、41和55 μg/m3,分别超标0.63、0.17和0.57倍。
近年来,我国在大气污染治理的工作中取得了积极进展,但与发达国家相比,室外空气质量及标准限值仍存在一定差距。世界空气质量报告[10]显示,2018年全球73个地区中仅10个地区的室外PM2.5年平均质量浓度不超过10 μg/m3,我国大陆地区室外PM2.5年平均质量浓度为41.2 μg/m3,排名倒数第12。我国室外PM2.5年平均质量浓度二级限值仅为WHO过渡期第一阶段的浓度,一级限值为WHO过渡期第三阶段的浓度,初步与国际接轨[11]。《世界卫生组织空气质量准则》[2]估计,将目前许多发展中国家的室外PM2.5年平均质量浓度从35降到10 μg/m3,与空气污染有关的死亡人数可减少约15%[12]。我国室外空气质量若要满足WHO指导值要求,大气污染治理任务仍有较长的路要走。
本研究从全国尺度、城市群尺度、城市尺度等对室外PM2.5的污染特点、时空分布差异性以及典型城市室外PM2.5污染的演变趋势及达标情况等进行研究,旨在掌握2019年室外PM2.5污染时空分布格局以及典型城市室外PM2.5污染演变特征,对我国室外PM2.5污染的联防联控提供一定参考。
典型城市室外PM2.5污染时空分布及演变特征
Spatial-temporal distribution and evolution characteristics of outdoor PM2.5 pollution in typical cities
-
摘要: 基于国家监测的室外PM2.5质量浓度大数据,对全国室外PM2.5污染时空分布及典型城市室外PM2.5污染演变趋势进行研究。结果显示,2019年我国室外PM2.5污染分布具有显著的区域性和季节性特征,全国地级及以上城市室外PM2.5污染具有较强的全局空间自相关性,华北地区、西南地区、新疆西部等地域大部分城市具有明显的局部空间自相关性。其中,京津冀及周边城市、长江中下游平原、汾渭平原、新疆的和田地区和喀什地区等污染较为严重。哈尔滨、北京、上海、广州和重庆5个典型城市室外PM2.5年平均质量浓度呈下降趋势,室外PM2.5 3年滑动平均浓度不断降低,Spearman秩相关系数为负值且绝对值均大于0.829。Abstract: The spatial-temporal distribution and the evolution trend of outdoor PM2.5 pollution in typical cities in China are investigated based on the PM2.5 mass concentrations from the National monitoring data. The results show that in 2019, the outdoor PM2.5 pollution distribution has distinctive regional and seasonal characteristics. For the prefecture level and above cities, the outdoor PM2.5 pollution distribution has a strong global spatial autocorrelation, while most of the cities in northern China, southwestern China and western Xinjiang indicate a strong local spatial autocorrelation. The serious pollution appeares in the places like Beijing, Tianjin, Hebei and their surrounding cities, middle-lower Yangtze Plain, Fenwei Plain, Hotan and Kashi prefecture in Xinjiang Province, etc.. The annual mean mass concentration of outdoor PM2.5 in 5 typical cities of Harbin, Beijing, Shanghai, Guangzhou and Chongqing shows a downward trend. The three-year moving mean concentration of outdoor PM2.5 continues to decrease. The Spearman's rank correlation coefficient is negative and the absolute value is greater than 0.829.
-
Key words:
- outdoor PM2.5 /
- spatial-temporal distribution /
- evolution characteristics
-
表 1 Spearman秩相关系数的临界值
n 临界值 $\gamma $ 5 0.900 6 0.829 7 0.714 8 0.643 9 0.600 10 0.564 12 0.506 14 0.456 16 0.425 18 0.399 20 0.377 22 0.359 24 0.343 26 0.329 28 0.317 30 0.306 注:n为时间周期的数量;单侧检测的显著性水平为0.05。 表 2 PM2.5日平均质量浓度第95百分位数超标(75 μg·m−3)情况
t/a 哈尔滨 北京 上海 广州 重庆 PM2.5浓度
第95百分
位数/μg·m−3超标倍数 PM2.5浓度
第95百分
位数/μg·m−3超标倍数 PM2.5浓度
第95百分
位数/μg·m−3超标倍数 PM2.5浓度
第95百分
位数/μg·m−3超标倍数 PM2.5浓度
第95百分
位数/μg·m−3超标倍数 2014 180 1.40 227 2.03 122 0.63 95 0.27 146 0.95 2015 220↑ 1.93 231↑ 2.08 118 0.57 95 0.27 137 0.83 2016 124 0.65 207 1.76 102 0.36 72 达标 103 0.37 2017 197↑ 1.63 153 1.04 80 0.07 72 达标 123↑ 0.64 2018 106 0.41 132 0.76 83↑ 0.11 69 达标 77 0.03 2019 141↑ 0.88 105 0.40 79 0.05 60 达标 91↑ 0.21 注:↑为PM2.5日平均质量浓度第95百分位数相比上一年出现反弹的情况。 -
[1] 中华人民共和国环境保护部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 环境空气质量标准: GB 3095—2012[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2016. [2] World Health Organization. Air quality guidelines—Global update 2005, particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfurdioxide[EB/OL]. [2020-11-02]. https://www.euro.who.int/_data/assets/pdf_file/0005/78638/E90038.pdf. [3] 中华人民共和国环境保护部. 2013中国环境状况公报[EB/OL]. (2014-05-27)[2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201605/P020160526564151497131.pdf. [4] 中华人民共和国环境保护部. 2014中国环境状况公报[EB/OL]. (2015-05-29)[2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201605/P020160526564730573906.pdf. [5] 中华人民共和国环境保护部. 2015中国环境状况公报[EB/OL]. (2016-06-01)[2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201606/P020160602333160471955.pdf. [6] 中华人民共和国环境保护部. 2016中国环境状况公报[EB/OL]. (2017-06-05) [2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201706/P020170605833655914077.pdf. [7] 中华人民共和国生态环境部. 2017中国生态环境状况公报[EB/OL]. (2018-05-31)[2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201805/P020180531534645032372.pdf. [8] 中华人民共和国生态环境部. 2018中国生态环境状况公报[EB/OL]. (2019-05-29) [2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/201905/P020190619587632630618.pdf. [9] 中华人民共和国生态环境部. 2019中国生态环境状况公报[EB/OL]. (2020-06-02)[2020-11-02]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202006/P020200602509464172096.pdf. [10] IQAirAirVisual. 2018 world air quality report. [EB/OL]. (2019-03-05)[2020-11-02]. http://iqair.com/world-most-polluted-cities. [11] 王清勤, 李国柱, 赵力, 等. 建筑室内细颗粒物(PM2.5)污染现状、控制技术与标准[J]. 暖通空调, 2016, 46(2): 1 − 7. [12] World Health Organization. Ambient (outdoor) air pollution [EB/OL]. (2018-05-02)[2020-11-02].https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health. [13] 中华人民共和国环境保护部. 环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行): HJ 633—2012[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2016. [14] 中华人民共和国环境保护部. 环境空气质量评价技术规范(试行): HJ 663—2013[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2013. [15] 孟斌, 王劲峰, 张文忠, 等. 基于空间分析方法的中国区域差异研究[J]. 地理科学, 2005, 25(4): 393 − 400. doi: 10.3969/j.issn.1000-0690.2005.04.002 [16] ANESLLIN L. Local indicators of spatial association-LISA[J]. Geographical Analysis, 1995, 27(2): 93 − 115.