鎮(zhèn)江市區(qū)空氣污染狀況分析

邱 堅(jiān)

(鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站預(yù)警室，江蘇鎮(zhèn)江 212004)

隨著工業(yè)化與現(xiàn)代化的大力推進(jìn)，各城市出現(xiàn)了前所未有的繁榮，但嚴(yán)重的空氣污染問題也相伴而生。城市空氣污染問題早已引起學(xué)者的關(guān)注，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了分析［1－3］。2012年新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)中新增了一氧化碳(CO)、臭氧(O3)和細(xì)顆粒物(PM2.5)等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。新評(píng)價(jià)方法的推行和眾多的研究成果［4－6］標(biāo)志著我國(guó)對(duì)空氣污染問題有了新的認(rèn)識(shí)。

鎮(zhèn)江市區(qū)包括丹徒區(qū)、京口區(qū)、潤(rùn)州區(qū)、鎮(zhèn)江新區(qū)4個(gè)行政區(qū)，屬北亞熱帶南部氣候區(qū)，呈現(xiàn)冬季干冷、夏季濕熱、四季分明的氣候特征。2008年以來(lái)，重點(diǎn)污染企業(yè)逐步搬離市區(qū)，集中進(jìn)入工業(yè)園區(qū)，市區(qū)環(huán)境逐步改善。為了厘清重點(diǎn)污染企業(yè)搬離后市區(qū)各主要環(huán)境空氣污染監(jiān)控指標(biāo)的變化情況，參照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)中規(guī)定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，選取二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入顆粒物(PM10)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、細(xì)顆粒物(PM2.5)等6個(gè)常規(guī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)因子，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析。

1 材料與方法

鎮(zhèn)江市區(qū)有潤(rùn)州區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站(119°26'E，32°12'N)、京口區(qū)職教中心環(huán)境監(jiān)測(cè)站(119°29'E，32°13'N)、丹徒區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站(119°26'E，32°8'N)、新區(qū)辦事處環(huán)境監(jiān)測(cè)站(119°41'E，32°11'N)等 4 個(gè)國(guó)控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以反映鎮(zhèn)江市區(qū)大氣污染的特點(diǎn)。

主要監(jiān)測(cè)儀器為澳大利亞Ecotech公司生產(chǎn)的ML9810型O3監(jiān)測(cè)分析儀、ML9841型NOx監(jiān)測(cè)儀、ML9830型CO監(jiān)測(cè)儀，美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的1405型振蕩天平法監(jiān)測(cè)儀(監(jiān)測(cè)PM10)，武漢天虹公司生產(chǎn)的TH2000PM β射線法大氣顆粒濃度監(jiān)測(cè)儀(監(jiān)測(cè) PM2.5)。

2011年7月1日至2012年12月30日，每天24 h連續(xù)在線監(jiān)測(cè)鎮(zhèn)江市區(qū)的大氣狀況，并定期進(jìn)行質(zhì)量控制，每天審核數(shù)據(jù)的有效性，根據(jù)數(shù)據(jù)審核規(guī)則剔除無(wú)效數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 二氧化硫(SO2)

2011年7月—2012年12月，鎮(zhèn)江市區(qū)共采集SO2自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 2 185個(gè)，日濃度為 0.003～0.112 mg·m－3，日平均濃度為 0.025 mg·m－3。鎮(zhèn)江市區(qū)SO2濃度月變化情況詳見圖1。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，鎮(zhèn)江市區(qū)SO2污染整體處于比較低的水平，各行政區(qū)SO2濃度比較接近。收集的2 185個(gè)有效樣品中，大約90%的樣品濃度在0.040 mg·m－3以下，這說明大多數(shù)時(shí)間 SO2濃度對(duì)環(huán)境影響較小。較高的SO2濃度主要出現(xiàn)在秸稈焚燒和復(fù)合型區(qū)域大氣污染較嚴(yán)重的冬季、夏收(5月—6月初)、秋收(10月底—11月)期間。

圖1 2011年7月—2012年12月SO2濃度月變化圖

從季節(jié)的變化來(lái)看，取樣的18個(gè)月中，冬季的SO2濃度平均水平明顯高于其他季節(jié)。這主要與冬季采暖燃料消耗增加、復(fù)合性天氣頻發(fā)等因素有關(guān)。夏季SO2濃度明顯低于其他季節(jié)，這與歷史資料吻合，主要是夏季擴(kuò)散條件較好，雨水較充足。京口區(qū)職教中心環(huán)境監(jiān)測(cè)站2012年3月的SO2樣品為統(tǒng)計(jì)樣品中濃度最高的單點(diǎn)月均濃度，查閱原始數(shù)據(jù)和當(dāng)月氣象資料發(fā)現(xiàn)，該月末受到過沙塵暴等特殊污染天氣的影響，但受諫壁電廠的影響較大。

2.2 二氧化氮(NO2)

2011年7月—2012年12月，鎮(zhèn)江市區(qū)共采集NO2自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)2 187個(gè)，日濃度為0.002～0.139 mg·m－3，日平均濃度為 0.034 mg·m－3。鎮(zhèn)江市區(qū)NO2濃度月變化情況詳見圖2。

圖2 2011年7月—2012年12月NO2濃度月變化圖

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，鎮(zhèn)江市區(qū)NO2污染狀況存在區(qū)域差異，如潤(rùn)州區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站和京口區(qū)職教中心環(huán)境監(jiān)測(cè)站的NO2濃度高于其他環(huán)境監(jiān)測(cè)站，而位于城郊的新區(qū)辦事處環(huán)境監(jiān)測(cè)站的NO2濃度僅占潤(rùn)州區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站要原因在于城區(qū)建筑物比較集中，人口比較密集，機(jī)動(dòng)車較多，容易引起擁堵，且汽車尾氣不易擴(kuò)散，而城郊新區(qū)高層建筑較少，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位周邊比較開闊，道路交通較好，車流量不大，對(duì)NO2濃度影響較小。

從季節(jié)來(lái)看，夏收期間(5—6月)、冬季(11—12月)NO2濃度明顯高于其他季節(jié)。夏收、秋收期間受到秸稈焚燒的影響，冬季濕度和氣溫較低，取暖過程中燃料燃燒不充分，機(jī)動(dòng)車尾氣不易于擴(kuò)散等，都會(huì)致使NO2濃度不同程度的升高。夏季NO2濃度較低，主要因?yàn)橄募厩缣旌陀晏燧^多，晴天有利于NO2的擴(kuò)散，雨水有利于NO2濃度的下降。

2.3 可吸入顆粒物(PM10)

2011年7月—2012年12月，鎮(zhèn)江市區(qū)共采集PM10自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)2 186個(gè)，日濃度為0.002～0.365 mg·m－3，日平均濃度為 0.088 mg·m－3。鎮(zhèn)江市區(qū)PM10濃度月變化情況詳見圖3。

圖3 2011年7月—2012年12月PM10濃度月變化圖

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，潤(rùn)州區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站PM10濃度最高，新區(qū)辦事處環(huán)境監(jiān)測(cè)站PM10濃度較高。從2000年開始，鎮(zhèn)江市區(qū)污染企業(yè)陸續(xù)退出市區(qū)進(jìn)入專屬開發(fā)區(qū)，各種以煤炭為燃料的鍋爐逐步清理到位，理論上已沒有重大顆粒物固定污染源。目前的污染狀況主要與近年來(lái)城區(qū)大量基礎(chǔ)設(shè)施和道路改造產(chǎn)生的施工揚(yáng)塵有關(guān)，特別是夜間施工揚(yáng)塵。

數(shù)據(jù)顯示，PM10濃度上半年高于下半年，冬季高于夏季，其中，濃度峰值分別出現(xiàn)在2012年4月和2012年6月，4月主要受北方沙塵暴氣候的影響，6月主要受夏收期間秸稈焚燒的影響。2012年3月開始的緊鄰環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的建筑群拆遷工程也是造成該站點(diǎn)PM10濃度異常升高的主要原因。夏季雨水充足，空氣較濕潤(rùn)，浮塵易于擴(kuò)散;冬季空氣干燥，揚(yáng)塵較易懸浮在空氣中，同時(shí)，11月秋收時(shí)秸稈焚燒、復(fù)合型區(qū)域大氣污染也是造成PM10濃度較高的原因之一。

總體來(lái)看，鎮(zhèn)江市區(qū)PM10濃度主要受特殊污染天氣、秸稈焚燒、施工和運(yùn)輸揚(yáng)塵影響。

2.4 細(xì)顆粒物(PM2.5)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)

2012 年鎮(zhèn)江市區(qū) CO，O3，PM2.5的月平均濃度變化情況見圖4。

CO月平均濃度峰值分別出現(xiàn)在6月和10月，分別為1.127 mg·m－3和1.049 mg·m－3，主要原因是5月中旬至6月中旬以及9月下旬至11月中旬秸稈集中焚燒。

圖4 2012 年 CO，O3，PM2.5月平均濃度變化圖

O3月平均濃度在5—7月間較高，其中最高值出現(xiàn)在5月，為0.115 mg·m－3。O3月平均濃度的季節(jié)性變化主要由氣象條件引起，一般中午太陽(yáng)輻射強(qiáng)度較高，有利于O3的產(chǎn)生，O3的8小時(shí)最大值大多也出現(xiàn)在這段時(shí)間。春季和夏季日照時(shí)間較長(zhǎng)，溫度較高，O3濃度也較高。雖然7月氣溫最高，日照時(shí)間也最長(zhǎng)，有利于O3的生成，但7月降水較多，高降水量降低了日照時(shí)數(shù)，降水過程也有一定的濕清除效應(yīng)，使得O3濃度顯著下降。

PM2.5月平均濃度在3月和6月出現(xiàn)峰值，分別為0.090 mg·m－3和 0.097 mg·m－3，均超過國(guó)家二級(jí)空氣質(zhì)量限值，污染情況較為嚴(yán)重。3月，氣溫上升，多風(fēng)，天氣干燥，易發(fā)沙塵暴天氣是造成PM2.5濃度高的主要原因。6月，正值秸稈焚燒集中期，外加不利的氣象條件，導(dǎo)致細(xì)顆粒物在6月達(dá)到一年中的最大值。7月，降水較多，借助降水的濕清除效應(yīng)，PM2.5濃度降至一年中的最低值。

3 結(jié)論

通過主要污染物18個(gè)月的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，得出以下結(jié)論:

1)鎮(zhèn)江市環(huán)境空氣污染來(lái)源由固定企業(yè)污染源向流動(dòng)的機(jī)動(dòng)車尾氣源、城市施工揚(yáng)塵源轉(zhuǎn)變。

2)復(fù)合型區(qū)域大氣污染、沙塵暴等特征天氣狀況、秸稈焚燒對(duì)鎮(zhèn)江市環(huán)境空氣影響力度增大。

3)冬季污染狀況最嚴(yán)重，夏季最輕，季節(jié)特征較明顯。

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