鄭丹平，嵇 萍，沈 勁，蔡日東

(1.汕頭市康逸環(huán)?？萍加邢薰荆瑥V東 汕頭515000；2.廣東省環(huán)境監(jiān)測中心，國家環(huán)境保護區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測重點實驗室，廣東 廣州 510308)

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北上廣燃油價格與PM2.5濃度變化特征分析

鄭丹平1，嵇 萍2，沈 勁2，蔡日東2

(1.汕頭市康逸環(huán)保科技有限公司，廣東 汕頭515000；2.廣東省環(huán)境監(jiān)測中心，國家環(huán)境保護區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測重點實驗室，廣東 廣州 510308)

在空氣污染日益受到大眾關(guān)注與石油價格劇烈波動的時期，通過使用美國駐廣州、北京和上海的領(lǐng)事館PM2.5數(shù)據(jù)，定量研究了2014—2015年國內(nèi)歷次油價變動與PM2.5濃度變化的關(guān)系。結(jié)果表明北上廣PM2.5濃度變化幅度與油價的變動方向與幅度相關(guān)性不大，大氣污染與燃油價的關(guān)系不明顯。PM2.5濃度主要受氣候和天氣等季節(jié)性因素影響，一般夏季濃度最低，冬季濃度相對較高。

PM2.5；燃油價格；濃度變化；特征分析；北上廣

高濃度細顆粒物(PM2.5)污染是我國面臨的區(qū)域性和復合型大氣環(huán)境問題之一[1]，由于北上廣深等一線城市人口密集、交通繁忙、生產(chǎn)與生活活動活躍，在高速發(fā)展階段呈現(xiàn)大氣污染發(fā)生頻次高、持續(xù)時間長和成霾面積大的特點[2]，正日益引起公眾對空氣質(zhì)量的關(guān)注[3]。由于顆粒物來源復雜，研究顆粒物來源已成為解決PM2.5污染的首要工作[4]。人為活動排放的顆粒物的主要來源有：地面揚塵、建筑工地、生物質(zhì)燃燒、二次源、機動車排放、燃煤、工業(yè)排放、餐飲業(yè)排放等[5]。南京市PM2.5主要來源為燃煤、機動車、揚塵、工業(yè)和其它源，其貢獻率分別為29.6%、22.4%、14.6%、18.7%和14.7%[6]。二次硫酸鹽生成、機動車排放、生物質(zhì)燃燒和二次硝酸鹽生成是深圳市區(qū)(大學城點)大氣PM2.5的最主要來源，對PM2.5總質(zhì)量分別貢獻了30.0%、26.9%、9.8%和9.3%[7]。另外，在北京[8]、上海[9]與珠三角[10]等地的PM2.5源解析的結(jié)果均表明各類交通工具對細顆粒物有一定的濃度貢獻。

盡管不同的研究團隊在不同的時間、不同的地點采用不同的手段進行了顆粒物來源研究，但得出的結(jié)論均表明機動車等燃油驅(qū)動的交通工具對PM2.5的貢獻較大。本研究主要以近兩年我國一線城市燃油價格變動與PM2.5濃度的實測數(shù)據(jù)說明燃油價格變動與空氣污染的關(guān)系，以供相關(guān)決策者參考。

1 資料與方法

本研究選取2014年1月—2015年11月為研究時段，美國駐華使館與中國官方監(jiān)測結(jié)果受公眾的關(guān)注程度均較高，廣州的研究表明美使館與我國官方國控點PM2.5均值呈現(xiàn)類似的日際與月際變化規(guī)律[11]，考慮到數(shù)據(jù)的可比性與可獲得性，使用美國駐廣州、北京和上海的領(lǐng)事館PM2.5數(shù)據(jù)(來源：http://www.stateair.net/web/post/1/3.html)作為主要一線城市的空氣污染指標；通過中國化工產(chǎn)品網(wǎng)(http://youjia.chemcp.com/97haoqiyoujiage.asp)獲取國內(nèi)油價歷次調(diào)整情況，定量研究這一階段國內(nèi)油價的變動與PM2.5濃度變化的關(guān)系。

首先確定國內(nèi)歷次汽油價格變動的日期與幅度。由于國內(nèi)汽油與柴油的價格變動幅度相近，一般每次價格變動差異為0～10元，如2014年首次調(diào)價為2014年2月26日24時，國內(nèi)汽油每噸上調(diào)205元，柴油每噸上調(diào)200元，因此本研究僅用汽油價格的變動來表征燃油的價格變動，而不對柴油單獨考慮。其次，算出每次調(diào)價后到下一次調(diào)價前各市的PM2.5平均濃度，以及相對與上一油價階段的濃度變動幅度。最后，通過油價變動幅度與PM2.5變動幅度確定兩者之間的關(guān)系。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 油價變動與PM2.5濃度

北京的PM2.5濃度普遍要高于廣州與上海，其波動幅度也較大(圖1)?？傮w而言，三個一線城市的PM2.5濃度均呈現(xiàn)出1—5月濃度波動下降，5—8月濃度相對較低，8月后濃度升高的態(tài)勢，2014年1—5月油價波動上升，各市PM2.5濃度波動下降，5月后油價持續(xù)下調(diào)，廣州與上海的PM2.5濃度波動上升，但北京PM2.5濃度時升時降，波動較大。2015年1—8月不論油價是上升還是下降，三市的PM2.5濃度均波動下降，9月后油價升跌都沒遏制PM2.5濃度上升(圖1)。

油價變動幅度與調(diào)價后的PM2.5濃度并沒有較好的對應關(guān)系，在油價降幅較大時，其一般對應較高的PM2.5濃度(圖2)，但在廣州，油價上調(diào)時也對應較高的PM2.5濃度。北上廣油價下調(diào)幅度在0～300元時，其對應的PM2.5濃度時高時低。在油價上調(diào)時，其對應的PM2.5濃度也并非是最低的，濃度水平處于中等位置(圖2)。從油價變動幅度與調(diào)價后各市PM2.5濃度相關(guān)性方面分析，油價變動幅度與調(diào)價后各市PM2.5濃度Pearson相關(guān)系數(shù)均為負數(shù)，但均接近0(表1)，表明油價變動與PM2.5濃度基本沒有相關(guān)關(guān)系，而且其相關(guān)性未通過顯著性檢驗，表明油價變動幅度與PM2.5濃度之間的弱負相關(guān)關(guān)系也不顯著。北上廣三地的PM2.5濃度則呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，表明各地的PM2.5濃度主要受季節(jié)性因素與社會生產(chǎn)生活活動水平的影響，其受油價波動的影響幾乎不存在。

表1 油價變動幅度與調(diào)價后各市PM2.5濃度相關(guān)性

注：Pearson相關(guān)系數(shù)：*表示在置信度α=0.05水平上顯著相關(guān)(雙側(cè)檢驗)；**表示在置信度α=0.01水平上顯著相關(guān)(雙側(cè)檢驗)。

2.2 油價變動與PM2.5濃度變化幅度

油價變動后PM2.5濃度相對于上一油價對應的濃度的變化幅度更能反映油價變動對PM2.5濃度的影響，從三個一線城市的情況來看(圖3、圖4)，油價上升并不總對應PM2.5濃度下降，油價下降也不總對應PM2.5濃度上升。北上廣在油價下降后其PM2.5濃度上升與下降的概率各占約一半(圖4)；北京與上海在油價上升時，PM2.5濃度大多會下降，而廣州在油價上升后，PM2.5濃度上升與下降的概率相同。在北京，在各調(diào)價時間點后PM2.5濃度上升或下降最大的情況均出現(xiàn)在油價輕度下調(diào)之時，而在廣州則相反，PM2.5濃度上升或下降最大的情況均出現(xiàn)在油價輕度上調(diào)之時(圖4)，這再次表明PM2.5濃度上升或下降與油價的升降無關(guān)。

油價變動幅度與調(diào)價后各市PM2.5濃度變化幅度之間的相關(guān)性較低(表2)，其中北京油價變動幅度與PM2.5濃度變化幅度之間的Pearson相關(guān)系數(shù)為0，表明兩者之間完全沒有相關(guān)關(guān)系，而上海與廣州的油價變動幅度與PM2.5濃度變化幅度之間的相關(guān)系數(shù)為負數(shù)，但絕對數(shù)值不大，表明其油價變動幅度與PM2.5濃度變化幅度會呈相反的方向，但這些相關(guān)關(guān)系均沒有通過置信度α=0.05水平上的顯著檢驗，即其負相關(guān)性不顯著。而三個一線城市在油價變動后的PM2.5濃度變化幅度之間的相關(guān)性均接近0，表明全國統(tǒng)一的油價變動在不同城市造成的PM2.5濃度變化沒有呈現(xiàn)一致的變化趨勢，再次表明油價變動對PM2.5濃度基本沒有影響。

表2 油價變動幅度與調(diào)價后各市PM2.5濃度變化幅度之間的相關(guān)性

注：Pearson相關(guān)系數(shù)：四個變量兩兩之間的顯著性(Sig. 2-tailed)均>0.1，均沒有通過置信度α=0.05水平上的顯著檢驗。

2.3 季節(jié)與PM2.5濃度的關(guān)系

PM2.5濃度受季節(jié)性天氣因素的影響巨大[12]，如在香港，顆粒物濃度在冬季最高，秋季次之，在春季較低，夏季最低，這主要是由于秋冬季大陸吹來的東北風占主導以及夏季西南季風占主導的氣象特征所導致[13]。在位于渤海海峽中部的砣磯島國家大氣背景監(jiān)測站，在季節(jié)變化上表現(xiàn)為春季與夏季高，分別受沙塵和山東半島生物質(zhì)燃燒的影響，而冬季最低，這與渤海地區(qū)冬季頻降暴雪有關(guān)[14]。

以陽歷3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—來年2月為冬季，采用2014年3月—2015年2月為研究階段，分析北上廣PM2.5濃度的季節(jié)性變化規(guī)律。位于我國南方的上海與廣州，其PM2.5濃度在冬季達到最高，春季次之，夏季最低(表3)，而位于北方的北京秋冬春季的濃度均較高，夏季濃度最低。北方城市的PM2.5濃度變化規(guī)律與南方略有差異，主要是由于北方地區(qū)受采暖燃煤與沙塵等的影響較大[15]。

表3 各市PM2.5濃度季節(jié)差異 (μg/m3)

3 結(jié)論與建議

(1)總體而言，使用北上廣的美國大使館PM2.5濃度數(shù)據(jù)定量研究2014年1月以來歷次油價調(diào)整對空氣污染的影響后發(fā)現(xiàn)，北上廣PM2.5濃度變化幅度與油價的變動方向與幅度相關(guān)性不大，即油價的上升或下降均有機會引起PM2.5濃度的上升或下降。

(2)PM2.5濃度主要受氣候和天氣等季節(jié)性因素影響，一般夏季濃度相對較低，秋冬季濃度相對較高。

(3)盡管大量研究表明機動車對PM2.5濃度的貢獻巨大，但油價變動與PM2.5濃度的關(guān)系不大，可能與油價變動并沒有對人們的出行習慣造成較大改變有關(guān)。

(4)未來仍需要進一步使用更多城市監(jiān)測站點的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，以定量研究不同地區(qū)燃油價格波動對空氣質(zhì)量的影響。

致謝：美國國務院(The U.S. Department of State)提供了空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)，在此致以最誠摯的謝意。

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The Characteristics of Fuel Price and PM2.5Concentration in Beijing, Shanghai, and Guangzhou

ZHENG Dan-Ping1, JI Ping2, SHEN Jin2,CAI Ri-Dong2

(1. Shantou K-YAT Environmental Technology Co.，Ltd. Shantou, Guangdong 515000 ,China)

In the period of air pollution gaining growing public concern and oil price volatility changing, using the PM2.5concentration data in the US Consulate General in Guangzhou, Beijing, and Shanghai in the year of 2014 and 2015, the relationship of successive changes between domestic gasoline prices and PM2.5concentration was quantitatively studied. The results showed that changes of PM2.5concentration had no significant correlation with changes of direction and magnitude of fuel price. There was no obvious relationship between air pollution and fuel prices. PM2.5concentration is mainly affected by seasonal factors such as climate and weather. Generally, PM2.5concentration was lowest in summer and relatively high in autumn.

PM2.5; fuel prices; change of concentration; characteristic analysis; Beijing; Shanghai; Guangzhou

2017-03-22

鄭丹平(1985-)，工程師，主要研究方向：環(huán)境影響評價及環(huán)境保護規(guī)劃。

沈勁，工程師，主要研究方向：空氣污染與監(jiān)測。

X51

A

1673-9655(2017)05-0032-04