浙江省大氣重污染應急預警

王曉元，徐圣辰，江 飛，田旭東，姚德飛，張 全

1.浙江省環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 杭州 310012 2.南京大學國際地球系統(tǒng)科學研究所，江蘇 南京 210046

發(fā)達或發(fā)展中國家都有過或正在經(jīng)受由于經(jīng)濟的快速發(fā)展而導致的大氣污染的困擾，20世紀50年代美國的洛杉磯光化學煙霧[1]事件、英國倫敦煙霧[2]事件導致了大量人員致病和傷亡，使得人們對大氣污染問題的嚴重性有了充分認識。污染事件發(fā)生后，歐美國家通過立法等手段建立了污染應急機制，如加州南海岸空氣質(zhì)量控制局1977年通過的《空氣污染緊急事件條例》[3]。2013年我國中東部地區(qū)出現(xiàn)的多次大氣重污染事件[4]也使得我國的大氣重污染應急機制快速建立，原國家環(huán)境保護部《關于進一步做好重污染天氣條件下空氣質(zhì)量監(jiān)測預警工作的通知》(環(huán)辦[2013]2號)中明確各地要制定并完善大氣重污染應急預案，北京[5]、上海[6]、重慶[7]等地都陸續(xù)出臺大氣重污染預警與應急工作方案。我國城市的大氣重污染應急機制快速建立[8]并逐步發(fā)揮作用，如在2016年北京根據(jù)預案啟動17次重污染預警，其中有6 d重污染紅色預警[9]。在我國目前嚴峻的大氣污染形勢下為應對區(qū)域大范圍污染的省級或更高層面的大氣重污染應急顯得十分重要，但國內(nèi)對此研究甚少。本文將通過各地應急預案比較和基于浙江省預警開展情況來分析討論省級大氣重污染應急機制。

1 各地區(qū)大氣重污染應急預案比較

比較了北京、上海、浙江[10](包括11個設區(qū)市)、江蘇[11](包括13個設區(qū)市)和珠三角[12]大氣重污染應急預案，其中北京和上海于2016—2017年進行了修訂[13]。除寧波[14]外，設區(qū)市的應急預案在組織機構和職責、預警分級、應急響應等主要方面與省級預案保持一致。

1.1 機構組織和職責

按照屬地管理、統(tǒng)一領導的原則，各地的應急組織構架基本一致，以應急指揮部為中心，下設辦公室，領導監(jiān)測預警、應急處置、宣傳報道、督導檢查等多個成員單位開展應急工作。

省級和市級預案基本已做到責任明確到位，在領導機構和各單位的職責分工由單位的不同在細節(jié)上有所區(qū)別。存在的最大問題是兩級預案中上下級部門如何在應急期間開展聯(lián)動，預案多提及省級部門對地市部門進行技術指導和監(jiān)督檢查，卻缺少明確的方案來提升應急的有效性。這樣分工無法有效應對省級預警所面臨的嚴峻污染形勢，省級預警是要協(xié)調(diào)好城市與城市之間的應急協(xié)作，從更高的層面保障好城市間有效的應急聯(lián)動使得區(qū)域污染得到控制或減輕。明確省級指揮部門、市級指揮部門、省級有關部門與市級有關部門在應急中的關系，保障信息交流暢通應是省級大氣重污染應急的關鍵之一。

1.2 預警分級

各地預案均以空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)作為預警分級的判據(jù)，細節(jié)上的區(qū)別見表1。

表1 各地預警分級情況表Table 1 The emergency criteria status of each region

通過比較顯示，在判斷依據(jù)上，預測AQI作為主要判據(jù)是經(jīng)過實踐活動檢驗的[15]，同時上海和浙江還加入監(jiān)測AQI作為預警變更時的參考。在預警范圍上，珠三角以污染區(qū)域面積及監(jiān)測點位為依據(jù)相比浙江和江蘇以城市數(shù)量為依據(jù)進行判斷要更合理，但存在界定難度大的問題。在預警分級上，除了珠三角外，其他省或城市均按顏色分成4個等級，不同等級預警采取不同應對措施是合理的，但對于公眾就顯得過于復雜。在分級條件中一般按照AQI進行劃分，但新修訂的北京、上海、江蘇的預案均已將AQI與污染持續(xù)時間相結(jié)合，污染持續(xù)時間越長應急等級越高。

總體上各地預案的預警分級類似，不過細節(jié)上有一定區(qū)別，特別是新修訂的預案都會重點修改預警分級部分，說明在這個方面還是需要不斷的實踐經(jīng)驗來對其完善。

1.3 應急措施

各地預案中的應急措施包括健康防護措施、建議性污染減排措施和強制性污染減排措施，總體上城市應急措施相對完善，也有明確的指標，但其重點還是針對顆粒物污染過程，并沒有專門針對O3重污染過程的減排措施。同時省級與城市應急措施相似，多為實施范圍的擴大，在省級應急措施中并未真正體現(xiàn)多城市應急聯(lián)動減排的內(nèi)容，如何減少損失并有效開展城市間的應急聯(lián)動應是省級大氣重污染應急預案的重點。

2 浙江省大氣重污染預警工作情況

2.1 浙江省大氣重污染預警整體情況

《浙江省大氣重污染應急預案(試行)》在2014年3月發(fā)布，設區(qū)市應急預案也于附近時間段內(nèi)發(fā)布，由于省級預報預警平臺于2014年8月試運行，而2014年浙江省重污染天又集中于1月，因此省級大氣重污染預警工作于2015年才算正式開展，2014—2016年浙江省大氣重污染預警情況見表2。

2.2 一次大氣重污染預警案例分析

2017年1月初長三角地區(qū)經(jīng)歷了一次大氣重污染過程，此次污染過程最早出現(xiàn)在2016年12月31日，元旦期間污染開始加重，詳情可見圖1。從圖1可見，從1月1日開始污染從北往南擴散，到1月3日影響了江蘇、安徽大部分地區(qū)，1月4日污染帶往內(nèi)陸移動，沿海地區(qū)開始好轉(zhuǎn)，1月5日污染過程基本結(jié)束。

表2 浙江省2014—2016年大氣重污染預警情況Table 2 Early warning of heavy air pollutionin 2014-2016, Zhejiang

注：底圖源自國家地理信息公共服務平臺(http://www.tianditu.com/)下載的1∶1200萬《中華人民共和國地圖》，審圖號GS(2017)508號，下載日期為2018-01-10。圖1 1月1—4日浙江、江蘇、安徽以及上海AQI分布圖Fig.1 AQI distribution of Zhejiang, Jiangsu, Anhui and Shanghai on January 1st-4th

表3是省級預警啟動情況以及每日重度污染以上城市數(shù)量，可以看出省級預警啟動情況較好，其中安徽污染情況最重，1月1—4日的省級藍色預警及時準確，江蘇1月3日滿足預警條件，預警啟動時間過長，但也涵蓋了污染時段，浙江和上海元旦期間未達到預警啟動條件，因此沒有預警。

表3 省級預警情況以及重度以上污染城市數(shù)量Table 3 Status of provincial early warning and the number of heavy pollution cities

注：括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示嚴重以上污染城市數(shù)量。

以浙江省為例，進一步分析這段時間的預警情況，探討省級預案是否達到了有效預警和減緩污染的目的。圖2是污染期間杭州、湖州、紹興3個城市PM2.5的小時質(zhì)量濃度變化圖，杭州、湖州、紹興在污染時段的峰值變化相一致，2日傍晚3個城市的PM2.5小時質(zhì)量濃度均超過了200 μg/m3。雖然1月1日夜至1月2日上午時段紹興的PM2.5濃度相對較低，1月2日紹興的PM2.5日均質(zhì)量濃度為143 μg/m3，為中度污染，但是杭州、湖州、紹興從1月2日09:00至1月3日08:00 PM2.5的24 h平均值分別為168、160、156 μg/m3，時段內(nèi)均為重度污染。

圖2 1月1—5日城市PM2.5小時質(zhì)量濃度變化情況Fig.2 Variation of hourly PM2.5concentration of cities on January 1st-5th, 2017

在預警過程中，1月2日空氣質(zhì)量會商時省級監(jiān)測中心預報員判斷杭州、湖州、紹興、金華地區(qū)1月2—3日污染較重，建議啟動城市藍色預警，湖州和紹興預報員提交了1月2日的預警建議，金華預報員提交了1月3日的預警，杭州預報員判斷1月2日污染最重，1月3日不會達到重污染級別，不建議啟動預警。預報意見不一致時以城市預報為準，根據(jù)浙江省預案沒有3個以上相鄰設區(qū)市達到預警，省級預警不啟動。最終金華采納預報員建議啟動藍色預警，杭州1月2日21:00啟動大氣重污染藍色預警，而湖州、紹興未采納預報員建議，不啟動預警。

從監(jiān)測結(jié)果分析，污染并未達到省級預警條件，但污染的程度嚴重，范圍較大，同時元旦期間出行增多使得此次污染對公眾影響較為嚴重。相鄰3個城市(杭州、湖州、紹興)PM2.5的24 h平均濃度達到了重污染級別，此時參照預案的日均濃度進行判斷顯得不合時宜。同時預報員的預警建議未被重視，導致預警啟動存在一定問題。

從此次污染過程的預警中可發(fā)現(xiàn)省級預警機制存在一些問題：

1)預警分級的依據(jù)不符合地區(qū)污染特征。省級預警的連片城市要求以及黃色以上級別預警條件的設置與當?shù)氐奈廴緺顩r存在差距較大。

2)預警時間不準確。不管是預警滯后或是預警時段過長，都不能達到及時準確應急預警的目的。

3)預警的啟動和聯(lián)動機制不順暢。預警啟動內(nèi)部流程的不順以及對預報員的預警建議不重視，使得省、市在預警啟動、應急方面難以開展有效聯(lián)動。

3 改進建議

3.1 省級大氣重污染應急機制

組織機構的搭建是應急機制的核心，省、市級部門在應急工作中的協(xié)作關系需要進一步明確。例如，省、市環(huán)保部門不是直屬機構，按照預案的技術指導關系不能有效處理預警意見不一致的問題，這會導致整個預警應急機制的不暢。

上海世博會[16]、南京青奧會[17]、杭州G20峰會[18]的空氣質(zhì)量保障工作，都為區(qū)域應急聯(lián)動提供了良好示范。雖然其與重污染應急管控有所不同，但機制中信息交流和數(shù)據(jù)共享等方面值得借鑒。開發(fā)統(tǒng)一的平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測、模式預報、污染源等數(shù)據(jù)的共享[19]，對區(qū)域應急聯(lián)動有著積極促進作用。

應急中信息交流渠道暢通是保障省級應急機制有效運行的關鍵。省級大氣重污染應急是要應對區(qū)域大范圍污染，因此啟動省級預警時，各城市應積極配合省級指揮中心，指揮中心要從全局的角度出發(fā)統(tǒng)籌各城市采取的應急措施，市級指揮部門做好綜合協(xié)調(diào)工作，向市級相關部門傳達指揮中心的指令，并對措施的執(zhí)行情況進行督導。省、市級部門應保持信息的暢通，省級部門除技術上給予市級部門支持外，也要及時將污染情況、趨勢判斷、應急措施效果等信息提供給指揮中心，而市級部門做好管控應急工作，執(zhí)行市政府的指令。這樣在內(nèi)部信息暢通的基礎上，省級大氣重污染應急聯(lián)動機制才能有效運轉(zhuǎn)。參照這種設定在案例中經(jīng)過會商，浙江環(huán)境監(jiān)測中心預判多地會出現(xiàn)重污染，形成省級預警建議提交上級部門，相應城市預警部門應配合好省級預警判斷，及時提交城市預警建議。并且一旦省級預警啟動后，城市要啟動相應城市預警，做到區(qū)域與地市預警的統(tǒng)一，給公眾以明確的預警信息。

3.2 預警分級的設定

按照近年來長三角地區(qū)的空氣質(zhì)量狀況，各省(市)橙色以上預警無啟動可能，但多數(shù)預案中能有效減輕污染程度的強制性減排措施是在橙色以上預警響應中實施的，預案中設置不能啟動的預警級別顯得不符合實際工作需求。以浙江省的預案為例，進一步討論現(xiàn)有預警分級設置問題。

首先分級設置的邏輯存在缺陷，如出現(xiàn)3個相鄰城市遇不同程度的污染，分別啟動藍色、黃色、紅色預警，省級預警卻沒有設置對應的級別。其實以日AQI作為判據(jù)也不符合實際情況，如在秋、冬季冷空氣影響下的污染帶過境，過境期間小時AQI為重度，影響時間多為前后2 d，對應的日AQI卻不會達到重度。按照預案不啟動預警，但污染過境時段較長，從公眾健康考慮應該采取相應措施。最后3個相鄰以上城市受到污染的要求也缺乏靈活性，如前面討論的2017年1月浙江省重污染過程，影響范圍較大，卻并未出現(xiàn)3個相鄰的城市同時預警，但從減少公眾受到大氣重污染的影響的角度出發(fā)啟動省級預警提醒公眾也是必須的。

預警分級的設置應符合地區(qū)的污染特征，預警啟動值的設置過高無法進行有效的預警應急，而設置過低、頻繁的預警使公眾忽略預警和采取防范措施。不同地區(qū)應有根據(jù)污染特征分級，對浙江省而言，四級預警分級并以顏色區(qū)分相對復雜，不利于公眾的理解，從而會影響公眾實行建議性減排措施和監(jiān)督強制減排措施的積極性。建議將預警等級分成3級，三級預警至一級預警級別逐步上升，更符合公眾對預警等級的認知。三級預警是提醒公眾采取建議性減排措施，二級預警為污染持續(xù)或進一步惡化時采取部分公眾影響較小的強制性減排措施，一級預警是污染極其嚴重時采取所有可行的減排措施，具體設置參考詳見表4。

表4 浙江省預警分級的設置建議Table 4 Suggestions for the setting of emergency criteria in Zhejiang

區(qū)域污染達到一定程度可考慮預警，如全省有1/3以上城市或?qū)c位。污染程度的判定應該與污染持續(xù)時間相結(jié)合作為判斷依據(jù)，同時把監(jiān)測的情況也納入分級評價指標。三級預警主要起到對公眾的警示，因此條件應適度放寬。

3.3 應急聯(lián)動減排

進行省級應急時，各城市直接執(zhí)行城市預案中的減排措施浪費人力物力，無法體現(xiàn)省級應急聯(lián)動的優(yōu)勢，如何采取優(yōu)化的減排方案來實現(xiàn)應急目標，使得省級應急減排的代價最小化是應急預案中要重點考慮。

不同地區(qū)的大氣污染排放源因產(chǎn)業(yè)不同會有較大的區(qū)別，以VOCs排放為例，根據(jù)黃成等[]對長三角地區(qū)人為排放源的統(tǒng)計，長三角地區(qū)VOCs排放源主要來自工業(yè)生產(chǎn)過程無組織排放，如石油加工、化工制造等工藝過程，另外機動車、涂料溶劑揮發(fā)也占一部分，工藝過程排放中占比最高的有上海、南京、寧波等，道路交通排放中占比較高有上海、南通、蘇州、金華等，因此進行省級應急時，要重點關注這些VOCs減排潛力和效果最大的城市。這也需要定期更新污染源排放清單和情景模擬以獲取優(yōu)化的減排方案來進行支撐。

另外預案中減排措施多針對顆粒物污染，如道路清掃、工地停工等，但長三角地區(qū)近幾年的O3污染愈發(fā)嚴重，出現(xiàn)過大范圍重度污染，應該考慮針對O3污染制定措施。O3濃度日變化特征顯著，光照輻射強烈時污染最重，而夜晚光化學反應停止和滴定作用，會有較大幅度的下降。根據(jù)其污染特征，提醒公眾在O3污染的值期間減少外出活動，就能有效減少O3對公眾健康的危害。O3是光化學產(chǎn)物，與前體物NOx、VOCs排放關系密切，因此對O3的應急減排難度很大，這需要掌握區(qū)域的NOx和VOCs排放情況，并通過模型模擬和反復實踐得到優(yōu)化減排方案，按方案進行精準的減排才能對O3污染進行有效控制。

4 結(jié)語

從組織結(jié)構、預警分級和應急措施3個方面比較了京津冀、長三角、珠三角主要城市及省級大氣重污染應急預案，北京、上海等城市應急預案經(jīng)過修訂已經(jīng)比較完善，而省級應急預案在應急聯(lián)動方面的內(nèi)容還有待加強，應急聯(lián)動工作的開展需要從全局角度出發(fā)。省級應急預案存在的一些問題在浙江省預警工作和一次污染過程預警案例中有所體現(xiàn)，可以考慮從省級應急機制建設、預警分級設定和應急聯(lián)動減排等方面進行完善，相信通過不斷的研究實踐，可以進一步完善好省級應急預案，更好地指導大氣重污染應急工作，為區(qū)域應急打下基礎。