乐山市重污染应急措施效果评估

nity Mualtisccle Air Quality)空气质量模型模拟系统，评估了乐山市不同污染等级下应急措施效果。结果表明：(1 )红

色预警措施下污染物削减比例最高，可有效减少47.1% SO2\" 42.6% NOV, 30. 0% PM10以及21.9%VOCs排放；橙色 预警措施可减排42.7%SO2、35.3%NOv20.9%PM10以及19. 8%VOCs；黄色应急措施可减排40%S02、20. 1%N0V、

、18. 8%PM10以及15.5%VOCs； (2)实施红色预警应急措施可有效降低PM25浓度8% ~9% ,实施橙色预警应急措施可 有效降低PM-浓度8% ,实施黄色预警应急措施可有效降低乐山市PM-浓度6% ~7%,不同预警等级下PMj.的浓度

下降比例差异不大；(3)红色预警下工业源管控力度显著大于橙色及黄色，然而由于扬尘源的管控未加严，红色预警

下的PMj.浓度下降幅度相比橙色和黄色增加较少，建议加强扬尘源管控，切实减少颗粒物排放；(4)区域联动应急

下，乐山市PM25浓度下降比例相比单独应急下增加5%~6%,表明区域联防联控的重要性。关键词：乐山市；重污染；应急措施；模型模拟；效果评估中图分类号：X51 文献标识码:A 文章编号：1001-3644(2019)05-126-07Assessment of Effects of Emergency Countermeasures for Heavy Air Pollution in LeshanHE Min1，3, CHEN Jun-hut1, LONG Qi-chao2, HE Yu-ming2(1. Sichuan Research Institute 'Environmental Protection, Chengdu 610041, China ；2. Sichuan Province Environmental Protection Technology Enginering, Chengdu 610041, China ；3. College g Architecturo & Environment, SicCuan University, Chengdu 610065 , China)Abstraci: The SMOKE-WRF-3MAQ air quality modei simulation system was used to evaluate the effeci of emercency measures

undec dXferent air pollution levale in Leshan. The results showed that: (1) Undec tOe red alert measures, the pollutant reduction

ratio is the highest, which can effectively reduce the emissions of SO2、NOX、PM］。、VOCs by 47. 1 %、42. 6%、30. 0% and

21. 9% , the orange alert can reduct about 42. 7% SO2、35. 3% NOX、20. 9% PM】。and 19. 8% VOCs , while the reduction

ratios of yellow alert were 40% SO2, 20. 1 % NOX, 18. 8% PM10and 15. 5% VOCs, respectively； (2) The reduction ratios of

PM2.5 concenteatoon on LeFhan Cotsaeteeompeementatoon oeeed aeeet, oeangeaeeetand seeowaeeetemeegencsmeaFueeFweee8%

~9% , 8% and 6% ~7% , eeFpecioeeey, woih Fmaedoeeeenceon ihedeceoneeaieoePM2.5 undeedoeeeenigeadeFoeaeeei； (3)

TheonienFoiyoeonduFieoaeFoueceFconieoeundeeiheeed aeeeio Fognoeocanieygeeaieeihan ihaioeoeangeaeeeiand yeeow aeeei.

Howevee, due ti the lax control of dust sources, the decrease of PM2 5 concentration under the red alert is less than that of orange

and yeeow.Theeeeoee, oiossuggesied iosieengihen iheconieoeoedusisouecesand eeecioeeeyeeduceiheemossoon oepaeiocueaie

mattea； (4) The decline rates of PM2 5 concentration in Leshan under the scenario of coordinated inter-reaional prevention was

increased by 5% 〜6% comparing with the single alert emeraency, indicating that reaional joint prevention and control was vet irnportant for the controlof heavy air pollution.Keywords: Leshan； heavy air pollution； emeraency measures； model simuUtion； effect assessment收稿日期：2019-03-28基金项目：四川省科技计划项目(2017SZ0169) %作者简介:何 敏(1989 -),女，湖南永州人,2012年毕业于华南理工大学环境工程专业，硕士研究生，工程师，研究方向为大气污染源排放清

单及空气质量模型模拟％5期何敏等：乐山市重污染应急措施效果评估127霾 大 射平衡、增加极端[事研究发现，北京市预警期间应急措施实施后，污染

、引起光化学烟雾、加重人体呼吸道疾病 总排 10%~30%, PM2.5度峰值降低山市位于四川盆 南部，近年 持续采取的大

污染治理措

,

善发挥了积极霾污染频发，PM\"浓度仍二级

10% -20%，在红色预警前1 ~2d实 排措 施，可显著降低PM2. 峰％何 洁等[11] WRF - CMAQ对上海市2015年1月的一次典型 PM2.5重污染过程的管控效果进行 研究，结果 污染物区 削 海市重污染 善超标较为严重，2017年乐山市PM25为55.4#g/m3, 超过

挥部办公室发

度 0.58 %根急要求，2017年9月四川省重污染

案编制指南(2017年修订)》，

南》要求修 《重污染

效果％

，

研究多集中在北京、上海、广州发部省

状

研究较少％本研究根山市重污染应急预《四川省重污染 急预山市根据《指急预案》并于效防治及应山

案中对预警级

要求，筛选 色、橙2017年12月发布⑷％开 重污染应急措 性和效果，对于秋冬季节重污染

具有重要意义％大气污染

色、黄色预 山

度 ，

急预案科学性

污染时段， 本研究团队建系统，立的 WRF - SMOKE - CMAQ

在平流、输送、沉降、若级应急预案措 PM\"浓排措 污染 度 削 效步探索％学、气溶胶化学等非线性物理、化学过程[5u7]，旦 前人 方法研究 大气污染控果，以期为科学制 急预案提供理论支持，是应

制措施％

色预

[8] WRF - CMAQ模式 京，发

急措施效果进行

大交通源

急措1资料与方法1.1研究山

中增 源 他源控制、预警效缓解PM2.嵌套网格，质时间提前及区

度加重趋势％王

防

[9]

于四川盆地西南部，地处岷江、青衣之路、长江 带江、大渡河中下游％处在南

量模式系统(NAQPMS， Nested Air Quality Predic­

点，是

，是 都 与眉山

[12-13]，

IO3°OIONE区规划建设的区域性中心城重要组成部分。乐山tion Modeling System)模拟评估了北京市2013年1

月重污染控制措 效果，

限产

靠京本 排，东与 、 毗邻，南与凉山相能有效 PM2.5度，应根据污染物区， 与雅安连界，是成都 南部中心城

征，实施大气污染联防联控％ Cheng等(10)的1 所示％lOJ^O'O^'E104°0'0”E井研•五通桥区返严爲」4 7 > ■为县图例Value乐山地形IliRh : 4286.6Low : 29S.759IO3°O'OWEIO3°3O'O\"EKM^O'TIO4°3O'O”E图1乐山市地理位置及行政区划Fig. 1 Geooraphicai location and administrative division of Leshan1281.2空气质量模型四川环境38卷2乐山市重污染应急措施及减排分析2.1乐山市重污染应急措施乐山市重污染应急措施主要包括工业源、移动

采用较新版本的空气质量模型CMAQ （版本

v5.0. 2）为模拟平台核心。其中模拟域内气象场数

据由中尺度模型WRF （版本v3.7）提供，而模型 物种化、小时化及网格化清单输入则由本地化后的

源以及扬尘源％其中工业源按照排放量大、可以容

易实施停产、对人民群众生活影响相对较小的原则 进行重点行业的选取，包括陶瓷、砖瓦、水泥、钢 铁、石灰、燃煤锅炉等。停产、限产的企业从污染

SMOKE （版本v3.5）处理提供。WRF模拟区域采 用三层嵌套网格，最外层模拟范围覆盖全国，包括

中国中部及西部，网格分辨率为27km;第二层模 拟范围包括四川省以及重庆、贵州、云南、陕西部

物（颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机

物）排放量大、不能达标排放、污染治理设施水

分区域，网格间距为9km;第三层模拟范围包括四 川盆地，网格间距为3km% CMAQ模拟采用两层嵌

平低、运行状况差、生产工艺落后、产能过剩行业 的企业中筛选，同时考虑企业的生产性质，采取停

产、限产措施是否可行，采取措施后的环境效益和 减排成本等％移动源主要是基于排放标准、行驶时

套，调用了 wrf第二层和第三层的模拟结果％

SMOKE网格域大小参数设置与空气质量模式保持

一致，第一层模拟区域使用的源排放资料采用清华

间和区域的机动车限行、柴油货车以及非道路移动

源减排等应急措施，减少尾气颗粒物、氮氧化物和 碳氢化合物排放％扬尘源主要包括施工扬尘和道路

大学贺克斌团队开发的2012年MEIC排放清单， 第二层模拟域内四川省人为源排放清单主要来源于

本研究团队的成果；天然源VOCs排放主要来源于

扬尘，应急措施的选择根据城市各类扬尘源的贡献

量、减排潜力及减排成本效益比来确定实施的先后

MEGAN模型的处理结果；第二层四川省以外其他 区域的主要污染物排放清单主要来自于清华大学贺

次序％各类污染源不同等级的主要应急减排措施汇

克斌团队开发的2012年MEIC清单％总如表1所8%表1不同应急预警级别的主要防控措施Tab. 1 Main control measures undee diierent grades of alert污染源黄色预警色预色预工业源燃煤锅炉未完 能源清洁 超 排未完成能源清洁化或超低排放 未完 能源清洁 超 排造的燃煤锅炉停止使用，已完成

改造的燃煤锅炉停止使用，已 改造的燃煤锅炉停止使用，已

脱 脱硝 锅炉完成脱硫脱硝改造的燃煤锅炉 完成脱硫脱硝改造的燃煤锅炉50%生产负荷， 锅炉降压减20%生产负荷30%生产负荷于 30% 生产负荷钢铁行业水泥行业陶瓷行业结 团 工 产 30% ，烧结球团等工艺减产20%，电 炉、精炼炉等工艺减产10%炉、精炼炉等工艺减产20%烧结球团等工艺减产50%，电

炉、精炼炉等工艺减产30%错峰生产、全面停窑错峰生产、全面停窑错峰生产、全面停窑污染治理设备企业 产， 污染治理设备企业 产， 污

无污染治理设备企业停产；有

污染治理设备企业停产一至两 染治理设备企业停产一至两条；

污染治理企业确保设施正常运

条；仅有一条生产线企业采取 仅有一条生产线企业采取—窑、行—窑、不生产生产砖瓦行业错峰生产、全面停窑错峰生产、全面停窑确保污染 治理设备 产 行，降 30%生产负荷喷涂工序减产30%错峰生产、全面停窑确保污染物治理设备正产运行， 降 50%生产负荷石灰和石膏制造行 确保污染 治理设备 产 行，降低20%生产负荷业家具行业机械涂装行业喷涂工序减产20%喷涂工序减产50%行业印刷行业有机溶剂清洗以及喷涂工序减 机溶剂清洗 喷涂工机溶剂清洗 喷涂工 产产 30%产 50%70%生产企业 产， VOCF生产企业 产， VOCF纸箱生产企业停产，涉及VOCs

制 工 削 50%制 工 削 70%的制浆工艺削减30%喷涂工 产 30%喷涂工序减产30% -50%喷涂工序减产30%〜70%大型货 、

区移动源道路移动源大型货车、农用车禁止进入建 大型货 、 成区区-非道路移动源建筑施工工程机械停止使用工工程机械5期续1何 敏等：乐山市重污染应急措施效果评估129污染源黄色预工 设工 取；作业和喷淋、冲洗、洒水 措施； 未落实 措 工工； 室喷涂、粉业； 急 重大民生工程外，石方作业；中 区停商 凝 、尢色预工 设工 取业和喷淋、冲洗、洒水措施； 未 实 措 工工； 室喷涂、粉业； 急 重大民 生工程 ，石方 业； 商凝、色预工 设工 取 业喷 、 洗、 水 措 ； 未 实 措 工 工；室外喷涂、粉 业；除急 重大民 生工程 ，石方 业； 商 凝、扬尘源 施工扬尘道路扬尘中 区 结合部道路及行道树、绿 每天至 行4洗 ，保证 显积 泥中 区 结合部道 ：行道树、 绿 每 至 行 4洗 ， 保证 显积泥中 区 道树、 绿

洗

积泥结合部道 行每 至 行 5， 保证 显2.2乐山市重污染应急措施减排分析各污染物的减排比

预2

2一步提升，SO2为47. 1%，预警级

本研究团队建立的2016年 山市大气污

染源排放清单，结合表1中 提的措施，

NOX 为 42. 6%，PM10 为 30.0%，VOCs 为 21.9%。

总 言，工业源应急措

提高持级别下主要大气污染 排 续 ，是污染 要减排 源。移源是示。 见，SO2减排比 ，而VOCs减排比 较低，主要 为VOCs排放行业复杂，集中在中小企业，减排难度较大。黄色应急措

减排的重要 源，黄色预警下移动源防控措 氮氧 排效果 显，橙色预警下通xNO施可减排 40% SO2、20. 1%N0V、18. 8%PM10 以及 15.5%VOCs，其中SO2和NO*减排主要

余 于 源 排；VOCs减排主要

过

排比 ，

工工程机械 一步增大NOx减13%， 色预 下移 源 排效色预警下

于工于果与橙色预警一致。扬尘源是PM】。减排的重要贡

源，黄色预

业源；PM10减排中，55%来自于工业源的减排，剩 管控效果基本一清 ，加大， 色预警下通过提高道

工业源。橙色应急措

v排42. 7% SO2、35.3%表2PM”的减排比例，但增长幅度并不大。NO、20.9%PM10以及 19. 8% VOCs。红色预警下，

乐:市重污染天气应急污染物减排表(% $Tab. 2 The reduction ratios of pollutant emissions in dnferent heavy pollution alerts in Leshan

黄色预警

SO2NOxPM10橙色预警

VOCs15.3红色预警VOCFSO2NOxPM10SO247.0NOxPM1019.3VOCF工业源移动源39.90. 118.010.50.142.70.00.022.313.00.035.312.30.416. 129.713.00.018.32. 10.020.10.30.03.70.00.00.047.10.410.330.03.70.0源0.08.218.88.220.9总40.015.542.719.842.621.93空气质量模拟结果与分析3.1空气质量模型模拟验证站的大气污染物浓度监

与CMAQ模型

靠性。本研究参考美国EPA

格大气污染物结果 -浓度进行比对，以验证CMAQ模型

[14]，准化平均偏差(normalized mean bias，NMB $和相

关系数(correlation coefficient， COR)这 2 个统计

行验证。以2016年1月、4月、7月 ：

10月为 控站点

图2乐山市黄色、橙色、红色预警下各污染源减排贡献Fig. 2 Contrinution of emission sources reduction under

度典型月份代表，

时

山 四为乐山大

结果进行对比验证,区、4 站点 于中 区，

yellow alert，orangv alert and red alert in Leshan牛耳桥、市第三水 站，其中 山大佛

130景区为清洁对照点，其他为趋势点。四川环境38卷各站点1、4、7、10月的模拟量级表现均较好，仅 7月市监测站站点NMB值为31%，其他均在30% 以内，最低甚至达1%%总体来说，模拟结果能够

表3列出了乐山市4个国控空气质量监测站点

PM2.的相关统计参数值。由表3可以看出：(1 )

各站点1月、4月、10月份的模拟趋势和量级表现 均较好，尤其是4月份，3个站点相关系数均达到 0. 6以上。(2) 7月的模拟趋势相比其他3个月相

较好的表现出实际观测的变化趋势，现有的误差可

能来源于：污染源排放清单不确定性、气象模拟的

不确定性以及数值模型中二次污染物转化机制的不

对较差，各站点的相关系数约为0.1~0.2表3(3)成熟等[15]%2016年乐山国控站点PM2.5模拟结果分析Tab. 3 Siniulation result of the PM2 5 of Leshan national control sites in thc yeat of 2016站点名称乐山大佛景区统计量1月4月080708687月08220822081210月0817NMB081508570816COR08410810牛桥NMB0821086108110858COR085508150805081408450802第水nmb08010856COR站nmb084008130. 480824086208310807-08030850COR3.2重污染应急措施效果评估改善效果，结果如表4所示％由表可以看出，实施 黄色应急措施后，乐山市各站点污染物浓度均有所

考虑到各预警级别的实施条件以及乐山市本地

重污染预警的实施情况，本研究主要对黄色、橙色 下降，其中SO2浓度下降比例最大，约下降13%

-18%，主要因为工业SO?减排幅度大的缘故，而 PM2.5 下降比 为 6% ~7%， PM10 下降比

以及红色预警的应急措施进行评估％在具体的评估

时段上，根据《四川省重污染天气应急预案编制 指南(2017年修订)》中对预警分级标准的要求, 结合乐山市的实际情况以及历史空气质量现状来选

择。约为9%，颗粒物浓度下降比例相对较小，某种程

度上可能由于城区扬尘源减排有限的缘故％各站点

NO：的浓度下降比例有一定差异，其中牛耳桥的 NO2浓度下降比例最低，乐山市的NOx减排主要 来源于工业源，可能是工业源减排对该站点NO2 浓度影响较小的缘故％(%)PM10下降比例3. 2. 1 黄色预警应急措施效果评估以2017年11月7日~11月13日乐山市达到 黄色预

为 ，

急措 污染表4 黄色应急措施对空气质量改善效果Tab. 4 Effects of air qualitr irnprovement under the yellow alert emeraency站点SO2下降比例no2下降比例PM2.5下降比例7677乐山大佛牛耳桥 市第三水厂站

161318851099991683.2.2 橙色预警应急措施效果评估以2017年1月1日~ 1月7日为例，评估乐山

N0浓度下降幅度相比黄色预警显著增大，其中 S02浓度下降14% -20%，N02浓度下降19%〜

污染色预 时， 色 急措

22%，橙色预警加大了移动源的管控，N02浓度下 降比例显著高于黄色预警％ PM25浓度下降约为

8%，PM10浓度下降约为10%。橙色预警对PM2.物浓度改善的效果，如表5所示％由表可以看出，

实施橙色预警应急措施后，乐山市各站点S02及

5期何敏等：乐山市重污染应急措施效果评估131及PM]°的改善效果相比黄色预警提高幅度较小， 要是因为橙色预 比黄色预 大了移动源 的管控，工业源以及扬尘源的管控力度与黄色预警比差异较小。(%)PM10下降比10101010表5橙色应急措施对空气质量改善效果Tab. 5 Effects of air quality improvement under the orange alert emeroenca站点SO2下降比例NO2 下降比222019PM2.5下降比例8888乐山大佛19牛耳桥市第三水厂142019市监测站223. 2. 3 红色预警应急措施效果评估降比例约为8%〜9%，而PM]。下降比例约为10%

污〜11%。与 色预 比，红色预警期 污染物度下降比例略有提高，但是提高幅度不大。主要

以2017年1月25日〜1月31日为例，评估乐

山

色预 时，红色急措 6 示。 站点污染

染 善效果， 色预警期间，乐山 其中SO2浓度下降比

，工度下降显著,为 色预 比 色预 ， 要 大 工业源源的管控，但是污染 大。对 气质量

效(%)PM 10下降比例111110排比例增加幅度并大，约下降15%〜21%，表6色

NO：浓度下降比 为20%〜23%, PM：.浓度下Tab. 6 Effects of air quality improvement under the red alert emeroenca站点SO2 下降比NO2 下降比PM2.5下降比例乐山大佛2023202098牛桥1521第水99站2023113. 2. 4 区域协同控制效果评估以2017年11月都

（包括成都市、德阳市、绵 、眉山、资 、乐山、

雅 、遂 ）实行黄色预 急为例，模拟善情效急；二、s

s'd

本次区 果。设两

急预警措

：一、区

64山市单独应急。该 污染过程从11月3日开始, 5日、6日重，成都

度 污染。根区

预 时间，本研究主要分析11月7日〜13日

结果善

山 言，区 单独 急 急对空善比 3图3乐山市单独应急以及区域联动应急下

PM2.5浓度的下降比例Fig. 3 Decline rate of PM： 5 concentrationin Leshan under the scenario of single alert emeroenca and coordinated inter — regionai prevention示。 3

防

,在区 急下，乐山PM2.5浓度下降比 比单独应急下增加5%〜6%，进一步 重要性。132四川环境Management Association，2006，56 # 6 $ ： 709-742.38卷4结论4.1乐山市重污染应急措施主要包括工业源限产 停产、移动源禁行限行、道路扬尘清扫频率增加以

(2 ] Penneo J E， Dong X Q， Chen Y. Observation evidencc of achange in radiative forcing due te the indirect aerosoO effect (J ].

Nature，2004,427(6971) ：231-234.(3 ] Schichtel B A，Husw R B，Falke S R，et aL 2001. Haze trends

及建筑工地停止施工等措施。其中，红色预警下， 各污染物的减排比例最大，S02为47.1%, NOx 为 42. 6% , PM10 为 30. 0% , VOCs 为 21.9%；橙

色应急措施可减排42.7% SO2、 35.3% NOx、

over the United States 1980-1995 ( J ]. Atmosphetc Environ­ment， 35(30) ：5205-5210.(4 ]乐山市人民政府•乐山市重污染天气预防和应急预案(2017

年第二次修订)(EB/OL]. http：.//www. leshan. goe. cn/ lsszew/xxgkme/zegk _ content, shtme? id = 20171226150844- 800766-00-000， 2017-12-26?(5 ]唐孝炎，张远航，邵 敏•大气环境化学]M] •北京:高等教

20.9%PM10以及19. 8% VOCs；黄色应急措施可减

排 40%SO2、20. 1%NOx、18. 8%PM10 以及 15.5% VOCs；4.2工业源是各污染物的主要减排贡献源，50% 以上的污染物减排量主要来源于工业源。移动源是

NOx减排的重要贡献源，橙色预警下通过停止建

筑施工工程机械使用进一步增大NOx减排比例， 对NOx的减排贡献达到36. 8%。扬尘源是PM”减 排的重要贡献源，黄色预警和橙色预警下扬尘管控

效果基本一致，红色预警下通过提高道路扬尘清扫

，

大 PM10

排比 ，

PM10 排达到34. 3% %4.3实施红色预警应急措施可有效降低PM?,浓度 8%~9%,实施橙色预警应急措施可有效降低

PM2.浓度8%，实施黄色预警应急措施可有效降低

乐山市PM2.浓度6% -7%。虽然红色预警下工业 源管控力度显著大于橙色及黄色，然而由于扬尘源

的管控并未加严，红色预警下的PM2.浓度下降幅 度相比橙色和黄色增加较少。建议加强扬尘源管

控，切实降低颗粒物浓度％4.4区域联动应急下，乐山市PM2.浓度下降比例

相比单独应急下增加5% ~6%，表明区域联防联

控的重要性％参考文献：(1 ) Rope C A， Dockery D W. Health elects of fine particulate at

pollution： lines that connect (J]. Journae of the At and Waste育出版社，2006, 268-269.(6 ]刘培川，罗 彬，张 巍，等•基于WRF模式的成都地区边界

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