空气质量评估报告（六） “2+43”城市 2013-2018 年区域污染状况评估 为了重获蓝天 让我们用数据解读污染 “人努力”“天帮忙” 北京大学统计科学中心 北京大学光华管理学院 二零一九年四月 每日免费阅读行业报告1、每日星球内分享10+精品报告；2、不定时分享国际投行报告，脱水研报等；3、行业报告均为公开内容，版权归原作者所有，星球仅分享内部学习。扫描右侧二维码即刻加入【行业报告（免费） 】星球（此页只为更多需要行业报告的朋友提供便利，希望不会影响您的阅读，谢谢理解！） 前言 本报告是本环境统计团队完成的第六份空气质量评估报告。前五份报告分别发布于 2015 年 3 月、2016 年 3 月、2017 年 3 月和 8 月、2018 年 4 月。第一份报告[1]分析了北京城区 2010 年至 2014年基于单站点（美国大使馆）的 PM2.5 污染状况；第二份报告[2]通过研究中国五城市 2013 年至2015 年美国使领馆和相邻环保部站点的 PM2.5 数据，对比了两个数据源的数据质量和一致性，也度量和分析了这五个城市的 PM2.5浓度的变化趋势；第三份报告[3]集中研究了北京市全部（36 个）空气质量监测站点 2013 年至 2016 年的空气质量变化情况，量化了 APEC 会议、大阅兵和冬季供暖期间所采取的污染管控措施对空气质量的影响，并且将分析的污染物从单一的 PM2.5 增加到常规的六种污染物；第四份报告[4]通过分析京津冀地区 13 个城市 73 个国控站点 2013 年 3 月至 2017 年 5月六种常规污染物的数据，总结了京津冀地区空气质量的状况和变化趋势；第五份报告[5]综合评估了“2+31”城市（比“2+26”多 5 个城市）172 个国控站点 2013 年 3 月至 2018 年 2 月的状态和变化趋势。本报告覆盖的城市范围在去年“2+31”城市报告[5]的基础上，增加了汾渭平原 11 市和延安市，统称“2+43”城市。 本报告将基于这 45 个城市 247 个国控空气质量监测站点 2013 年 3 月至 2019 年 2 月污染物监测数据和 55 个气象站点过去八年的气象数据（数据总量超过 1 亿 9700 万条），综合评估“2+43”城市过去六年空气质量的实际状态和变化趋势。 本报告的具体内容如下： • 描述过去六年“2+43”城市六种常规污染物去除气象因素影响后的时间和空间分布特征； • 分析京津冀及周边晋鲁豫陕地区六种常规污染物的浓度变化趋势； • 总结“2+43”城市空气质量情况，为京津冀及周边晋鲁豫陕地区空气治理提出切实可行的建议。 • 首次给出“人努力-天帮忙”指数，分别量化气象和人为因素对空气质量的影响。 目录 一、背景介绍.......................................................................1二、采用数据说明...................................................................3三、空气质量基本描述...............................................................5四、六种常规空气污染物变化趋势....................................................15五、“2+43”城市污染物综合累计降幅与监视坐标 .......................................63六、区域煤炭消耗与工业运行数据分析................................................67七、“人努力—天帮忙”指数..........................................................73八、总结与建议.....................................................................76参考文献...........................................................................83 1 一、背景介绍 2013 年 9 月，国务院发布《大气污染防治行动计划》[8]（简称“国十条”）。同时期，为贯彻落实“国十条”，加快京津冀及周边地区大气污染综合治理，环保部会同其他有关单位，制定了《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》[9]。我们去年发布的空气质量报告（五）中，在“2+26”城市基础上保留了 2017 年发布的京津冀报告（四）中已经研究的河北省北部的张家口、承德和秦皇岛市。另外为了使山东省的济南和济宁之间没有“空隙”，我们又加上了泰安、莱芜二个城市，因此共有“2+31”个城市。 2018 年 6 月，在生态环境部印发的《2018-2019 年蓝天保卫战重点区域强化督查方案》[7]中，汾渭平原地区首次被提及。汾渭平原 11 城市包括：陕西省的西安、咸阳、渭南、宝鸡、铜川，山西省的吕梁、晋中、运城、临汾，河南省的洛阳、三门峡。另外，我们额外加上延安市作为对照城市。因而在本报告中，我们在去年“2+31”城市的基础上，增加上汾渭平原 11 市和延安，总称为“2+43”城市。 从地理条件来看，京津冀大部分区域（张家口和承德除外）位于华北平原北部，西靠太行山脉，北依燕山，东临渤海，呈现半封闭的地形。京津冀地区的几个主要城市，北京、保定、石家庄、邢台和邯郸都坐落在太行山脚下，不利于污染物的扩散。这一地形因素使得该地区的大气环境承载能力并不高，尤其不适合炼钢、炼铁、炼焦、造水泥等高污染行业。然而，2001 年之后，华北平原上出现了大量的重工业产能，河北省也迅速发展成为一个重工业大省，成为中国乃至世界重要的钢铁产区。 “京津冀大气污染传输通道”中位于山西省的城市有太原、阳泉、长治和晋城，其地形条件不利于污染物的扩散。太原位于太原盆地的北端，东有太行山阻隔，西有吕梁山作屏障。阳泉多河谷及盆地等低凹地形，市区建筑群被煤炭开采所遗留的煤矸石山所圈闭。长治和晋城分别地处上党盆地和泽州盆地。在工业特点上，太原经济增长依赖原材料、高耗能、粗加工的重工业行业的发展，大气环境属典型的烟煤型污染特征。阳泉也多资源型工业企业，煤矸石开采和山城机动车尾气是重要污染源。长治是以采煤、化工、电力、钢铁、冶炼等行业为主的重工业城市。晋城以煤炭、电力、煤化工、钢铁等工业为主。 山东 9 城市多位于山东省的西北、西南部，而山东省中部山地突起，西南、西北低洼平坦，不利于污染物的扩散。其中，济宁是山东省经济发展较快的地区之一，城市化、工业化的迅猛发展使该地区具有典型的煤烟型污染特征。德州夏季炎热、湿度大，冬季严寒干燥，导致冬季污染物扩散条件较差。菏泽位于太行山与泰沂山之间南北走向的狭道上，夏秋季空气对流扩散能力相对较强，加之降水对空气污染物有一定的清洗作用；冬季风速较小，逆温现象出现几率较大，空气对流扩散差，易造成空气中污染物浓度增高。淄博位于鲁中山地和华北平原的过渡地带，地形 2 较为复杂；随着淄博城区的扩张，工厂与居民区混杂，再加上地处三面环山的箕状盆地之中，不利于污染空气的扩散；淄博历年最多风向为西南风和南风，而有大型工矿区恰好处在张店城区的上风向，这令淄博的雾霾境况“雪上加霜”。 河南省地势西高东低，北、西、南三面临太行山、伏牛山、桐珀山、大别山，沿省界呈半环形分布。其中，安阳位于河南省最北部、京津冀经济圈的边缘，近年来，已形成了冶金、电子、化工、机械等工业体系，污染物排放量加大。焦作市位于河南省的西北部，地区资源以煤炭为主，还有 40 余种矿产资源，多种工业以煤炭为主要能源。郑州是全国重要的冶金建材工业基地，濮阳是依托中原油田油气资源勘探开发而发展起来的典型资源型城市。河南省的郑州、开封、鹤壁、新乡 4 市已入围 2017 年中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点城市。 汾渭平原为黄河流域汾河平原、渭河平原的总称，横跨山西、陕西、河南三省。地理因素方面，汾河平原北接忻定盆地，东西受吕梁山脉与太行山脉地形阻隔，渭河平原南依秦岭，北仰黄土高原，西接陇山山脉，二者均沿汾渭地堑方向延伸，呈狭长形，全年风速较小，静风频率较高，不利于污染物扩散，环境承载力较低。产业结构方面，汾渭平原地区更偏向重工业，且规模偏小、装备水平较低，火电、钢铁、焦化等行业企业数量多，产量大，中小型企业集中。能源结构方面，该区域工业以煤炭为主，且大量燃用散煤，工业锅炉、采暖锅炉、炼焦、炼铁工业等均构成重要的污染源。交通运输结构方面，该区域以公路运输为主，且重型货车、散货车多，过境车辆占比较大。 自 2013 年 1 月 1 日起，环保部建立大气污染监测网络，实时监测包括 PM2.5在内的六种常规污染物（PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧）的浓度。历经六年大气污染治理的评估与考核，京津冀及周边地区和汾渭平原区域空气质量是否有所改善，本报告将就此问题进行展开。基于已有的 1 亿 9700 万条数据，本报告将空气污染物浓度的变化可视化，针对其中存在的问题加以分析，并对其气象与人为因素的比例进行量化分析与解读。 3 二、采用数据说明 本报告所使用的污染物数据来自于环保部所属的国控站，共“2+43”城市 247 个监测站点，其中汾渭平原 11 市（用蓝色标记），延安市（用红色标记）是本报告新加入城市。本报告所考虑的城市比“2+26”及汾渭平原多了 6 个城市：河北北部三市，山东泰安、莱芜和陕西延安。按照省市口径统计如下： • 北京市：11 个国控空气质量监测站（不包括定陵背景站） • 天津市：位于中心城区的 11 个国控空气质量监测站 • 河北省：石家庄及其他 10 个地级市（保定、邢台、衡水、邯郸、沧州、廊坊、唐山、秦皇 岛、承德、张家口）共 57 个国控空气质量监测站（不包含石家庄封龙山背景站） • 山西省：8 个城市（太原、阳泉、长治、晋城、晋中、运城、临汾、吕梁）共 49 个国控 空气质量监测站（不包含太原上兰、晋城白马寺背景站） • 山东省：9 个城市（济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽、泰安、莱芜）共 39 个 国控空气质量监测站 • 河南省：9 个城市（郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、洛阳、三门峡）共 47 个国控空气质量监测站（不包含郑州岗李水库、安阳棉研所、焦作影视城、三门 峡风景区背景站） • 陕西省：6 个城市（西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南、延安）共 33 个国控空气质量监测站 （不包含西安草滩、宝鸡庙沟村、咸阳气象站、渭南农科所、延安枣园背景站） 由于 2013 年 1 月和 2 月所考虑地区的空气污染物数据有较高比例的缺失，数据质量不高，所以本报告选取的数据时段为 2013 年 3 月到 2019 年 2 月。其中，山西、山东、河南和陕西省有些城市在 2013 年 3 月份并未开始监测，因此这些城市从开始监测的时刻算起，比如山东省除了济南外的八个城市从 2013 年 9 月份开始监测。即使如此，我们发现这些城市在开始监测时所处的季度，污染数据缺失比例仍然较高。本报告使用的“年”并非自然年，而是一年的 3 月份到下一年 2 月份的“季节年”，涵盖一个完整的四季。这同我们之前发布的第三、第四和第五份报告一致。我们的空气质量评估以季节为基本时间单元，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 月到来年 2 月。本报告将分析六种空气质量常规污染物：PM2.5、PM10、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)。 由于气象条件对观测污染物浓度的影响很大，本报告沿用前五份报告的统计学方法，对污染物浓度的观测值进行气象调整，剔除气象因素的影响。具体来说，我们基于 2011 年 3 月到 ...
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