北京雾霾四大帮凶SO2、NO2、CO、O3污染状况大起底

时间：2017-03-22 11:06

来源：北大光华管理学院

作者：GSM

（图中从上至下为2013年-2016年）

图中数字代表季节平均浓度，括弧内为标准差。

从上图我们可以发现：

臭氧的污染具有很强的季节效应。由于夏季温度高、日照强烈，非常利于生成臭氧，因此，在北京的三个区域，夏季臭氧的浓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。

臭氧的空间分布非常不同于PM2.5、PM10颗粒物和另外三种气体污染物，这具体表现为北部区域的臭氧浓度是三个区域中最高的。在最近两年，北部在春夏两季的臭氧浓度要比南部高出至少7.7%，比中心区域高出至少18.1%。除了2016年南部区域的臭氧均值浓度明显高于中心区域之外，在其它年份和季节，南部同中心的臭氧浓度差别并不大。

北部区域臭氧高的原因有两个，第一个原因是北部的一氧化氮（主要来自机动车的含氮有机物的不充分燃烧）浓度比中心和南部区域低。由于一氧化氮、臭氧、二氧化氮之间会发生氧化还原反应：，所以当一氧化氮浓度低的时候，消耗的臭氧较少，因而臭氧浓度较高。第二个原因是北部地区空气中的颗粒物（PM2.5和PM10）比中心和南部区域少，紫外线的照射更强，更有利于臭氧的生成。从年度变化的角度来看，对于三个区域而言，从2013年到2015年北京市的臭氧浓度均在增加。

2016年比2015年在中心和北部区域只有小量减少，但南部区域非常显著的增加。南部的浓度已经明显高于中心区域。

综合以上分析结果，我们发现近几年北京市臭氧的改善甚微，并在2016年有加重的迹象。这尤其体现在浓度高的东北部和东南部地区的夏季。这意味着北京目前在PM2.5污染相对较轻的夏季，臭氧浓度已经超标。

历年变化：二氧化硫改善最大，其他污染物不容乐观

我们再来总体看看北京市不同区域四种污染物近年来是否有明显改善。下图展示了各区域四种污染物的逐年变化趋势：

北京市不同区域四种污染物年均值浓度比较

实线代表相比上一年有显著(5%水平)减少或增加，虚线代表相比上一年没有显著变化。

由此我们

发现：

二氧化硫：从2014年开始，三个区域二氧化硫浓度均有显著减少（除2016年中心区域外），但是，2016年各个区域下降幅度减少。
臭氧：近几年北京市三个区域臭氧的改善甚微，2016年南部区域与2015年相比有显著上升，北部和中心区域比2013年略有升高。
二氧化氮：最大的改善发生在2015年，它和2014年浓度相比有相对较大的减少，全年的改善在6.6%至19.1%之间。2016年比2015年不仅没有改善，反而增加了。
一氧化碳：主要改善也是发生在2015年（四个季节比2014年显著下降3.0%-15.3%）。2016年除了南部区域，北部和中心区域几乎和2013年持平。

北京改善空气质量应该这么做

北京近几年大气环境改善的一个亮点是二氧化硫浓度的大幅度下降。从2015年开始，在夏秋两季，从南到北三个区域的二氧化硫浓度均已进入个位数时代。这反映了北京市自2014年开始实施的“煤改气”和“煤改电”使得煤炭消费量大幅下降，在减硫方面卓有成效。二氧化硫的大幅改善为其它污染物治理提供了成功案例和经验。

过去四年北京市二氧化氮和一氧化碳的污染状况改善有限，在南部区域甚至有增加的态势；臭氧整体呈增加趋势。我们认为，北京过去几年PM2.5浓度下降主要是二氧化硫减少所驱动的。在北京二氧化硫浓度已经显著下降、并无法控制污染物从外部输入的前提下，要进一步降低北京的PM2.5浓度, 必须在氮氧化物和一氧化碳的减排上下功夫。也就是说，北京下一步PM2.5的下降空间应该重点放在对机动车排放的管控方面。这将直接减少氮氧化物（含二氧化氮）、一氧化碳和PM2.5的浓度，间接减少二次化学反应所产生的PM2.5，同时又能遏制臭氧增加的势头。

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编辑：张伟