曲靖市中心城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢

趙 洲

(曲靖市環(huán)境監(jiān)測站，云南 曲靖 655000)

空氣污染是目前突出的城市環(huán)境問題?？諝馕廴疚：θ祟惤】?，影響植物生長，損壞文物古跡，降低能見度，給城市居民的生活帶來嚴(yán)重的不利影響［1］。Baldasano等對20世紀(jì)90年代后200多個發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家主要城市的空氣質(zhì)量進(jìn)行了比較、研究，認(rèn)為目前世界范圍內(nèi)污染物濃度存在下降趨勢，其中SO2濃度持續(xù)下降，NO2濃度已接近WHO的標(biāo)準(zhǔn)［2］。目前污染物濃度下降的世界趨勢得益于更多更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布。但是在較貧窮的國家和低收入水平的國家，空氣污染物的濃度仍然很高，而且隨著這些國家的進(jìn)一步發(fā)展，污染也將更加嚴(yán)重。

麒麟?yún)^(qū)總面積1552.83km2，人口66.57萬人。中心城市建成區(qū)面積34.2 km2，城鎮(zhèn)人口35.2萬，城鎮(zhèn)化率達(dá)54%。是曲靖市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，曲靖市委、市政府，麒麟?yún)^(qū)委、區(qū)政府所在地。“十二五”期間麒麟?yún)^(qū)緊緊圍繞建設(shè)“100平方公里、100萬人口”大城市目標(biāo)，以科學(xué)規(guī)劃統(tǒng)籌城市格局，以強(qiáng)化管理提升城市品位，以產(chǎn)業(yè)和人口聚集凝聚人氣，快速推進(jìn)珠江源頭區(qū)域中心城市建設(shè)。曲靖市作為全國113個重點環(huán)保城市之一，2001年開始建設(shè)環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)，經(jīng)中國環(huán)境監(jiān)測總站確認(rèn)，設(shè)置2個子站 (市環(huán)境監(jiān)測站、自來水二廠)，對市區(qū)范圍內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量實施實時監(jiān)測。

1 研究方法

1.1 監(jiān)測點位、項目及頻率

目前曲靖市空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目有二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物及其它相關(guān)氣象參數(shù)，監(jiān)測頻率為24 h連續(xù)自動監(jiān)測［3］。

1.2 數(shù)據(jù)處理與評價

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)依照國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095－1996)及其修改單 (環(huán)發(fā)［2001］1號)二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計。

表1 GB3095－1996標(biāo)準(zhǔn)值 (mg/Nm3)

環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價采用綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評價。綜合污染指數(shù)法選取二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物3種污染物作為評價參數(shù)，評價標(biāo)準(zhǔn)采用國標(biāo)GB3095－1996二級標(biāo)準(zhǔn)和《環(huán)境質(zhì)量報告書編寫技術(shù)規(guī)定》中有關(guān)推薦標(biāo)準(zhǔn)和空氣污染狀況分級標(biāo)準(zhǔn)。

綜合污染指數(shù)計算公式為:

單項污染物的污染分指數(shù)計算公式為:

污染負(fù)荷系數(shù)計算公式為:

式中:P為空氣綜合污染指數(shù);

Pi為i項空氣污染物的分指數(shù);

Fi為i項空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù);

Ci為i項空氣污染物濃度的年均值;

Si為i項空氣污染物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值;

n為計入空氣綜合污染指數(shù)的污染物項數(shù)。

表2 空氣綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

1.3 分析方法

采用Daniel趨勢檢驗方法 (又名Spearman秩相關(guān)系數(shù)法)分析曲靖市區(qū)空氣質(zhì)量年際變化趨勢。公式為:

式中:rs為秩相關(guān)系數(shù);n為時間周期數(shù);

xi為年均值從小到大排列的順序;yi為年先后排列順序。

判斷條件見表3。

2 結(jié)果與討論

2.1 監(jiān)測結(jié)果

由表4可知:2003～2011年，曲靖市中心城區(qū)二氧化硫多年均值0.058mg/m3，二氧化氮多年均值 0.026mg/m3，可吸入顆粒物多年均值0.082mg/m3。其中:二氧化硫市監(jiān)測站2004年年均值，二水廠2003～2008年年均值，全市2004～2007年年均值超過 GB3095－1996二級標(biāo)準(zhǔn)，NO2、PM10達(dá)到GB3095－1996二級標(biāo)準(zhǔn)要求。SO2超標(biāo)情況見表5。

2.2 結(jié)果評價

曲靖市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量各項污染物污染分指數(shù)評價結(jié)果及污染物負(fù)荷比見表6。

表3 判斷條件表

表4 曲靖市區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計 (mg/Nm3)

表5 曲靖市區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物超標(biāo)情況統(tǒng)計

表6 曲靖市區(qū)各項空氣污染物的污染分指數(shù)及污染負(fù)荷比

從表6可以看出:曲靖市區(qū)多年平均環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)為2.12，屬于輕污染。SO2、PM10和NO2的污染負(fù)荷系數(shù)分別為45.9% 、15.2% 和38.9%。說明SO2對曲靖市區(qū)空氣質(zhì)量的影響最大，其次是PM10。市監(jiān)測站站點的多年平均環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)小于二水廠的，說明市環(huán)境監(jiān)測站所在區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量好于二水廠所在區(qū)域。這主要是因為二水廠所在區(qū)域為工業(yè)區(qū)，受站點周圍工業(yè)企業(yè)的排污影響較明顯。另外，市監(jiān)測站的NO2多年平均分指數(shù)略大于二水廠的，這主要是由于市環(huán)境監(jiān)測站處在商住區(qū)，受汽車尾氣影響所致。

2.3 多年變化趨勢

根據(jù)Daniel趨勢檢驗方法公式計算，2003～2011年曲靖市區(qū)空氣主要污染物年際變化趨勢見表7。

表7 曲靖市區(qū)空氣主要污染物年際變化趨勢

2003～2011年曲靖市區(qū)空氣主要污染物年際變化趨勢見圖1。

從圖1及表7中可以看出:

曲靖市環(huán)境空氣中主要污染物可吸入顆粒物年平均濃度2003～2006年逐漸上升，2006～2011年呈波浪形逐漸下降，最高值為2006年，根據(jù)檢驗，總體無明顯變化趨勢。

二氧化硫2003～2004年呈上升趨勢，2004～2006年逐漸下降，2007年有所上升，從2007～2011年呈下降趨勢，環(huán)境空氣質(zhì)量逐年得到改善，根據(jù)檢驗，總體下降但趨勢不顯著。說明曲靖市區(qū)從“十一五”期間開始實施的“禁燃煙煤、清潔能源替代”等措施取得了一定成效。過去幾年，曲靖市加大環(huán)境治理力度，以污染物總量減排為主線，對影響城市空氣環(huán)境質(zhì)量的工業(yè)企業(yè)采取嚴(yán)格的污染物總量減排計劃及減排措施。同時，嚴(yán)格控制大氣污染項目環(huán)保準(zhǔn)入，切實加強(qiáng)對重點排污企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管，保障節(jié)能減排工作取得實效。

二氧化氮2003～2005年變化趨勢不明顯，2005～2011年呈緩慢上升趨勢，根據(jù)檢驗，總體上升但趨勢不顯著。雖然二氧化氮多年平均濃度均低于GB3095－1996一級標(biāo)準(zhǔn)要求，但其所占污染負(fù)荷比逐年提高，從2005年的12.9%上升到2011年的21.9%?？梢灶A(yù)見的是，隨著人們生活水平的逐步提高，汽車數(shù)量將會持續(xù)增加，汽車尾氣排放二氧化氮等氮氧化物所造成的污染將日益嚴(yán)重。二氧化氮不但會對人體呼吸道產(chǎn)生很大的危害，還會在體內(nèi)易轉(zhuǎn)化為硝酸、亞硝酸等致癌物質(zhì)。因此，必須嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國大氣污染防治法》第四章防治機(jī)動車船排放污染中相關(guān)規(guī)定及曲靖市政府對城區(qū)機(jī)動車管理的相關(guān)要求，繼續(xù)開展CNG汽車的改造，減少汽車尾氣二氧化氮排放。

2.4 月濃度變化趨勢

曲靖市2003～2011年空氣主要污染物月濃度變化趨勢見圖2。

從圖2中可以看出:

氮氧化物濃度隨月份變化不明顯，可吸入顆粒物及二氧化硫濃度隨月份變化明顯。

可吸入顆粒物3月、4月濃度偏高，5～9月濃度偏低，1、2、10月至12月居中;二氧化硫濃度2、5、6、7、10月要低些;氮氧化物2、4、5、6、7、8、9月要低些。這主要是和曲靖市的氣候變化有關(guān)。曲靖市每年5～10月為雨季，10月至來年4月為旱季 (冬、春季)。雨季降水量占全年的80%以上，空氣中部分污染物會隨雨水降落到地面，使得污染物相對其他月份要低些。旱季 (冬、春季節(jié))日溫差大，容易產(chǎn)生逆溫形成灰霾天氣，不利于大氣擴(kuò)散，所以，污染物濃度要比雨季高些。

3 結(jié)論

(1)2003～2011年曲靖市區(qū)主要污染物年均值濃度范圍:二氧化硫0.035～0.083mg/m3、二氧化氮0.020～0.028 mg/m3、可吸入顆粒物0.068～0.094mg/m3。二氧化硫年均值2004～2007年超過GB3095－1996標(biāo)準(zhǔn)要求，最大超標(biāo)倍數(shù)0.38倍?？晌腩w粒物、二氧化氮年均值達(dá)標(biāo)。

(2)2003～2011年曲靖市區(qū)多年平均環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)為2.12，屬于輕污染。污染負(fù)荷比最大的污染物為二氧化硫。

(3)2003～2011年，曲靖市區(qū)環(huán)境空氣中二氧化硫綜合污染指數(shù)總體下降，但趨勢不顯著;可吸入顆粒物總體無明顯變化趨勢;二氧化氮總體上升，但趨勢不顯著。

(4)受氣候影響，曲靖市區(qū)夏季和秋季的環(huán)境空氣質(zhì)量好于春季和冬季。

(5)隨著曲靖市區(qū)能源結(jié)構(gòu)的改變，由燃煤產(chǎn)生的二氧化硫等污染物濃度逐年下降，而隨著汽車數(shù)量增加，因汽車尾氣排放產(chǎn)生的二氧化氮所占污染負(fù)荷比會逐漸增加，二氧化氮對環(huán)境的影響會越來越明顯。

［1］ Englert N ．Fine Particles and Human Health— A Review of Epidemiological Studies［J］．Toxicology Letters，2004， (149):235－242．

［2］Baldasano J M ，Valera E，Jimenez P．Air Quality Data from Large Cities［J］．The Science of the Total Environment，2003 ，(307):141－165．

［3］HJ/T193－2005，環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］．