北京霧霾四大幫兇SO2、NO2、CO、O3污染狀況大起底

時間：2017-03-22 11:06

來源：北大光華管理學院

作者：GSM

（圖中從上至下為2013年-2016年）

圖中數字代表季節平均濃度，括弧內為標準差。

從上圖我們可以發現：

臭氧的污染具有很強的季節效應。由于夏季溫度高、日照強烈，非常利于生成臭氧，因此，在北京的-三個區域，夏季臭氧的濃度都是一年之中最高的。其次由高到低依次是春季、秋季和冬季。

臭氧的空間分布非常不同于PM2.5、PM10顆粒物和另外三種氣體污染物，這具體表現為北部區域的臭氧濃度是三個區域中最高的。在最近兩年，北部在春夏兩季的臭氧濃度要比南部高出至少7.7%，比中心區域高出至少18.1%。除了2016年南部區域的臭氧均值濃度明顯高于中心區域之外，在其它年份和季節，南部同中心的臭氧濃度差別并不大。

北部區域臭氧高的原因有兩個，第一個原因是北部的一氧化氮（主要來自機動車的含氮有機物的不充分燃燒）濃度比中心和南部區域低。由于一氧化氮、臭氧、二氧化氮之間會發生氧化還原反應：，所以當一氧化氮濃度低的時候，消耗的臭氧較少，因而臭氧濃度較高。第二個原因是北部地區空氣中的顆粒物（PM2.5和PM10）比中心和南部區域少，紫外線的照射更強，更有利于臭氧的生成。從年度變化的角度來看，對于三個區域而言，從2013年到2015年北京市的臭氧濃度均在增加。

2016年比2015年在中心和北部區域只有小量減少，但南部區域非常顯著的增加。南部的濃度已經明顯高于中心區域。

綜合以上分析結果，我們發現近幾年北京市臭氧的改善甚微，并在2016年有加重的跡象。這尤其體現在濃度高的東北部和東南部地區的夏季。這意味著北京目前在PM2.5污染相對較輕的夏季，臭氧濃度已經超標。

歷年變化：二氧化硫改善最大，其他污染物不容樂觀

我們再來總體看看北京市不同區域四種污染物近年來是否有明顯改善。下圖展示了各區域四種污染物的逐年變化趨勢：

北京市不同區域四種污染物年均值濃度比較

實線代表相比上一年有顯著(5%水平)減少或增加，虛線代表相比上一年沒有顯著變化。

由此我們

發現：

二氧化硫：從2014年開始，三個區域二氧化硫濃度均有顯著減少（除2016年中心區域外），但是，2016年各個區域下降幅度減少。
臭氧：近幾年北京市三個區域臭氧的改善甚微，2016年南部區域與2015年相比有顯著上升，北部和中心區域比2013年略有升高。
? 二氧化氮：最大的改善發生在2015年，它和2014年濃度相比有相對較大的減少，全年的改善在6.6%至19.1%之間。2016年比2015年不僅沒有改善，反而增加了。
? 一氧化碳：主要改善也是發生在2015年（四個季節比2014年顯著下降3.0%-15.3%）。2016年除了南部區域，北部和中心區域幾乎和2013年持平。

北京改善空氣質量應該這么做

北京近幾年大氣環境改善的一個亮點是二氧化硫濃度的大幅度下降。從2015年開始，在夏秋兩季，從南到北三個區域的二氧化硫濃度均已進入個位數時代。這反映了北京市自2014年開始實施的“煤改氣”和“煤改電”使得煤炭消費量大幅下降，在減硫方面卓有成效。二氧化硫的大幅改善為其它污染物治理提供了成功案例和經驗。

過去四年北京市二氧化氮和一氧化碳的污染狀況改善有限，在南部區域甚至有增加的態勢；臭氧整體呈增加趨勢。我們認為，北京過去幾年PM2.5濃度下降主要是二氧化硫減少所驅動的。在北京二氧化硫濃度已經顯著下降、并無法控制污染物從外部輸入的前提下，要進一步降低北京的PM2.5濃度, 必須在氮氧化物和一氧化碳的減排上下功夫。也就是說，北京下一步PM2.5的下降空間應該重點放在對機動車排放的管控方面。這將直接減少氮氧化物（含二氧化氮）、一氧化碳和PM2.5的濃度，間接減少二次化學反應所產生的PM2.5，同時又能遏制臭氧增加的勢頭。

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編輯：張偉

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