98个都会，拥有天下40%生齿，占12.5%领土面积；524个国控站，111个气象站，跨越8-10年，累积4亿条数据；2013年3月- 2021年2月，六种通例污染物（PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧），历经八年大气污染治理，空气质量事实怎样转变？北京多年来作为污染治理重点工具，终于可以和南方都会“同呼吸”，何以实现？伟易博陈松蹊教授率其统计学研究团队最新完成的《空气质量评估报告八》，今年准期而至！为了蓝天，我们再次用数据解读污染。
“3+95”都会区划及其站点漫衍，包括河北、河南、山东、山西、陕西、安徽、江苏七省及北京、天津、上海三市
（图中红色区域为京津冀周边地“2+26”都会，黄色区域为汾渭平原11市，蓝色区域为苏皖鲁豫接壤地区，绿色区域为长三角地区，灰色区域为区域内其他都会）
为了客观和公正地评价空气质量情形，需要剔除气象因素对空气质量数据的影响，以获得配景排放的怀抱。这次报告沿用前七份报告所使用的统计学气象调解要领，并对要领举行了与第七份报告一致的调解。
先来看一份近六年的总效果单：
“3+95”都会2015-2020年六种污染物气象调解后浓度综合改善情形
注：括号内为六种污染物2015年到2020年经气象调解后的六年累计降幅百分比。
由于PM2.5和PM10有重合部分，只管使用六种污染物等权重平均，PM2.5所占比例仍高于其他污染物。凭证盘算可得：98个都会的六年平均改善率是20.8%，而三年平均改善率是13.5%。
上图给出了已往六年气象调解后的综合改善情形。改善排名前三分之一的33个都会中包括14 个非重点治理区域，即非“2+26”都会或汾渭平原 11市，它们是东营、驻马店、平顶山、苏州、盐城、泰州、漯河、镇江、日照、许昌、延安、上海、无锡、商洛。同时改善排名后三分之一的都会中包括9个“2+26”都会和汾渭平原11市（天津、铜川、咸阳、阳泉、渭南、太原、临汾、晋中、吕梁）。前三分之一的（33个）都会中有 14个都会不在重点治理区域，但空气质量改善显著，说明污染治理颇有效果；此后三分之一的（32个）都会包括9个重点治理区域的都会，批注这些都会的治理需要增强。
01
PM10-2.5浓度降速远低于PM2.5
经由多年治理，十省市PM2.5污染已有显着改善。与2015年相比，河北、北京和上海改善最为显著，PM2.5累计降幅划分为40.6%、44.9%和42.2%；山东、河南、江苏和天津改善幅度次之，划分下降38.8%、36.1%、33.4%和 32.7%；安徽改善幅度又次之，累计下降 28.2%；山西和陕西改善最低，累计降幅划分为 18.7%和18.1%。从2020年均浓度角度来看，河南和天津PM2.5污染最严重，年平均浓度划分为55.5和50.1微克/立方米，其他省市年平均浓度降至50微克/立方米以下，依次为山东（49.9）、山西（47.9）、河北（46.2）、陕西（45.9）、安徽（42.1）、北京（41.8）、江苏（40.2）和上海（30.9）微克/立方米。北京市的PM2.5在北方地区已经独树一帜，与长三角地区相当。
相比2015年，河北、山东、江苏和河南PM10划分下降34.3%、32.9%、31.8%和31.5%；北京、天津和上海划分下降32.7%、35%和 33.3%，这四省三市PM10改善水平显著。陕西、安徽、山西划分下降16.4%、15.3%和 3.7%，这三省改善较少，其中陕西和安徽基准较低，山西最近两年、陕西最近三年PM2.5和PM10才呈下降趋势。2020年PM10浓度改善水平并纷歧致，相比2019年，京津冀地区及长三角地区PM10坚持下降趋势，山东、陕西改善微弱，仅下降2.6、1.8微克/立方米，河南、山西较前年则有反弹，划分增添1.1、0.8微克/立方米。
只管已往六年PM10显著下降，但PM10中空气动力学直径大于2.5微米的颗粒物，即PM10-2.5的下降速率远低于PM2.5的下降速率。相较于 2015年，“3+95”都会中有24个都会PM10-2.5年均浓度上升，PM10-2.5的六年平均下降幅度只有11.1%。因此我们建议增强对扬尘的治理，有用镌汰PM10-2.5的浓度。
七省三市去除气象因素影响后PM2.5、PM10 年平均浓度时间序列（微克/立方米），实线（虚线）代表在5%统计学显著水平比上年有（无）显著增添或镌汰
02
疫情下臭氧始现“迫降”
在履历了五年的普遍升高后，2020年臭氧在浓度最高的春夏两季首次泛起普遍下降。相较于2019年春夏，除上海升高2.5%外，其它七省二市的春夏臭氧平均浓度下降1.8-4.1%，这是多年来的首次。2020年春夏臭氧普遍降低的一个缘故原由是新冠疫情所造成的交通出行镌汰所导致的燃油汽车排放的镌汰。但无论怎样，我们看到中国的臭氧污染可以通过镌汰排放而实现。
随着疫情的攻击逐渐减缓，社会生涯恢复，氮氧化物和臭氧污染有可能回升到疫情前的水平。作为参照，我们看到2020年秋冬季节各地区包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳在内的污染物浓度水平泛起反弹迹象，批注污染物排放也随社会生产逐渐恢复，若不实时接纳有用的减排步伐，2021年春夏日节的臭氧污染将会较上年反弹，这值得小心和关注。
只管2020年春夏臭氧浓度略有下降，但臭氧污染的问题仍然突出，七省三市8小时臭氧浓度仍呈上升趋势。在浓度最高的春夏两季，相比2015年，安徽、天津、山西、河北和河南划分增添72.2%、48.5%、33.4%、24.4%和 23%，升高最为显著；山东和江苏初始浓度水平较高，累计增幅划分为15.1%和8.7%；陕西六年累计上升17.3%，污染水平在评估区域中相对较轻；北京和上海划分坚持在140和120微克/立方米上下波动，北京春夏臭氧浓度高于上海。安徽、山西的春夏平均臭氧浓度划分靠近河南和江苏。
2015年在“3+95”都会气象调解后的臭氧年平均浓度最高的前十个都会中，山东5个，江苏3个、山西1个，上海1个。而2020年浓度最高的前9 个都会均在山东省，山东省仍应加速臭氧治理的程序。我们建议像管控PM2.5一样，对天下主要污染区域设定臭氧改善的详细数值目的，以便实时阻止其增添的趋势，阻止部分地区面临颗粒物和臭氧双重污染的时势。
03
小心PM2.5与臭氧“抱团”污染
2020年生态情形部在京津冀及周边地区“2+26”都会、汾渭平原11市的基础上将苏皖鲁豫接壤地区也作为大气污染治理的重点区域。从2015年到2020年，三个主要监测区域间的污染差别正逐步缩小。从浓度极差的角度（即三个区域平均浓度最大值与最小值之差），PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮和臭氧五个污染物的极差划分从20.3、31.7、12.6、11.3、18.9微克/立方米下降至3.1、10.8、3.6、7.3、7.1微克/立方米；一氧化碳则从0.57 毫克/立方米下降至0.17毫克/立方米。关于PM2.5和8小时臭氧，2020年三个区域污染水平已十分靠近，PM2.5和臭氧协同治理将是三个区域的配合问题。
我国面临着PM2.5和臭氧复合型污染的严肃问题。“3+95”都会PM2.5浓度高的都会臭氧浓度也高，如“2+26”都会、汾渭平原11市和苏皖鲁豫接壤地区；而PM2.5浓度低的都会臭氧浓度往往也低，如长三角和冀晋鲁豫陕的边沿都会。这进一步说明协同控制PM2.5与臭氧的须要。
同时镌汰PM2.5和臭氧在中国是可以实现的，由于这两个主要污染物的天生路径有重叠部分。好比对氮氧化物和一氧化碳的镌汰会同时镌汰PM2.5与臭氧，而氮氧化物在已往六年的镌汰有限。二氧化氮是除去臭氧之外的五个污染物中下降最少的，“3+95”都会已往六年只下降了5.5％，35个都会不降反增。
我们建议各省市接纳步伐有用镌汰氮氧化物和一氧化碳的浓度，这在阻止臭氧的上升同时也为颗粒物浓度进一步下降提供新的驱动力。这在二氧化硫已经下降许多、进一步下降的空间有限的情形下显得尤为主要。
04
北京空气质量靠近长三角 数项指标优于上海
下图给出了“3+95”都会2020年PM2.5秋冬和8小时臭氧春夏平均浓度的团结漫衍，其反应了现在七省三市大气污染的状态和挑战。这一团结漫衍泛起出两个峰值，它们将“3+95”都会显着的分成两个群体。一个是主要由“2+26”都会、苏皖鲁豫都会，和近一半汾渭平原都会组成的高PM2.5和高臭氧群（双高群），另一个是主要由长三角和北方五省边沿地区都会组成的相对低PM2.5和低臭氧群（双低群）。北京虽然属于“2+26”都会但却游离到双低群，格外亮显，其二氧化硫、一氧化碳和二氧化氮年均浓度已低于上海。
“3+95”都会2020年PM2.5秋冬和8小时臭氧春夏平均浓度（微克/立方米）散点漫衍图
各省市近几年逐渐推行散煤综合治理和排放刷新行动，得益于此七省三市二氧化硫浓度近六年稳步显著下降，河北、河南、山东、山西、陕西、安徽和江苏较2015年划分降低63.4%、71.2%、67.7%、67.1%、48.3%、58.6%和66.8%；北京、天津和上海较2015年划分下降61.7%、60.7%和57.9%。北京在七省三市中二氧化硫浓度最低，年均仅4.4微克/立方米，比第二名上海还低2.5微克。区域性二氧化硫的显著下降是七省三市已往几年大气污染治理的最大亮点，也是区域规模颗粒物浓度显著下降的主要推手。
一氧化碳的下降幅度小于二氧化硫。相比2015 年，河北、河南、山东、山西、陕西、安徽和江苏划分降低38.8%、40.6%、38.5%、42.4%、46%、22.1%和25.2%；北京、天津和上海较2015年划分下降42.4%、28.3%和16.8%。2020年河北年均浓度首次降至1毫克/立方米以下，北京一氧化碳年均浓度已降至0.69毫克/立方米，也低于上海。
05
极端污染防控还需增强
极端污染是权衡空气质量的另一主要标准，如美国的审核指标PM2.5日均浓度98%分位数浓度不凌驾35微克/立方米，8小时臭氧每年第四高浓度不凌驾0.07ppm（约137微克/立方米）。报告给出了PM2.5和8小时臭氧的90%分位数浓度，用以权衡各都会污染最严重的10%天数的污染情形，这相比98%分位数和年第四高浓度是较为宽松的标准，但比均值浓度要严酷。
七省三市去除气象因素影响后PM2.5和8小时臭氧（春夏）90%分位数时间序列图
上图给出七省三市2015至2020年PM2.5和8小时臭氧年平均90%分位数浓度的转变趋势。综合各区域来看，陪同PM2.5均值浓度下降，其90%分位数也泛起出显着下降趋势,“3+95”都会90%分位数均值从2015年的132.8微克/立方米下降至2020年的86.6微克/立方米，降幅达34.7%。其中北京和河北下降最为显着，降幅划分为47.3%和43.9%；河南、山东、上海和天津次之，降幅划分为39%、38.9%、39.9%和 35.2%；安徽、江苏和陕西改善水平略低，下降29.1%、32.9%和20.9%，但这三省90%分位数浓度远低于其他四个省份。2020年PM2.5极端污染仍以京津冀及周边地区较重，其中天津和河南 90%分位数浓度最高，划分为102.1和99.1微克/立方米；北京和山东极端污染情形次之，划分为94.4和94.2微克/立方米；山西、陕西略低，划分为89、84.7微克/立方米；安徽、江苏和上海则不凌驾75微克/立方米。
虽然PM2.5的90%分位数六年来有显著改善，“3+95”都会中仍有29个都会90%分位数浓度凌驾100微克/立方米。而在污染最高的冬季，“3+95”都会90%分位数浓度平均值可达135.8微克/立方米。有34个都会凌驾150微克/立方米，这意味着冬季至少有9天抵达重度污染。因此，在污染物平均浓度普遍改善的情形下，90%分位数浓度也应纳入审核考量标准，以镌汰极端污染对人群康健的危险。
2020年春夏8小时臭氧的90%分位数浓度在除上外洋的省市也有普遍的下降。但相比2015年春夏，除北京外的七省二市均有增添，其中，安徽和天津春夏8小时臭氧的90%分位数浓度划分上升35.4%和25.4%，河北、山西、陕西划分上升12.4%、14.2%、11.7%；山东、河南增添较为平缓，增幅划分为8.7%、6.8%；江苏和上海则无显著改变，近年基本在190微克/ 立方米上下波动；北京虽然五年累计有下降，但90%分位数浓度仍处于204微克/立方米的高位，仅低于天津（215微克/立方米）和山东（206微克/立方米）。
06
防控已进阶 标准应升级
现在我国以75微克/立方米作为二十四小时“优良空气”PM2.5浓度的最高值，这是天下卫生组织（以下简称WHO）在2005年所建议的空气质量准则中给出的“过渡时期”的初级指标。
通太过析“3+95”都会已往五年的空气优良率，中国空气质量已有很是显著的改善。“3+95”都会PM2.5年均浓度已从2015年69.9微克/立方米，降至2020年的47微克/立方米，2020年气象调解后年均浓度最高省市为61.3微克/立方米，超半数都会（54个）年均浓度低于50微克/立方米。我们以为现在以PM2.5为75微克/立方米作为空气质量“良”的上限已过于宽松。我们注重到印度和孟加拉国PM2.5“良”的标准划分为60和65微克/立方米，均比中国现在使用的WHO“过渡时期”的初级指标所建议的75微克/立方米严酷。我们建议使用WHO“过渡时期”第二级指标所给定的50微克/立方米作为“良”的上限，提高预警规模，以镌汰中国公民的恒久污染袒露珠平。
在50微克/立方米为“良”标准下，虽然各都会优良空气占比平均下降16%，但所有都会“优良空气”占比都仍凌驾54%，其中47个都会优良空气占比仍在70%以上。大宗科学研究发明恒久袒露在PM2.5浓度35微克/立方米至75微克/立方米的空气中会对人体康健造成危害。使用50微克作为“良”的上界，将提高我国污染品级提醒的标准，将使我国人民能获得更有用的掩护，镌汰人民群众污染袒露珠平。提高“良”的标准也会降低未来小我私家及国家的医疗康健开支，也将为下一步大气污染防治行动妄想提供更高的目的和新的动能。
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课题组成员
孙浩轩，北京大学前沿交织学科研究院硕士研究生
罗山杉，北京大学前沿交织学科研究院硕士研究生
游 威，伟易博本科生
王艺纯，北京大学数学科学学院本科生
詹皓翔，北京大学数学科学学院本科生
王心怡，北京大学元培学院本科生
黄雅轩，北京大学元培学院本科生
何婧，西南财经大学统计学院助理教授
郭斌，西南财经大学统计研究中心、统计学院副教授
陈松蹊，伟易博、统计科学中心、数学科学院讲席教授，课题认真人
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