河北省大氣污染的區(qū)域性特征研究

劉寧　曹利平

摘 要：該文利用河北省11個設(shè)區(qū)市2010—2014年大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析總結(jié)了各市近年來大氣環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律及特征。利用這些規(guī)律與特征，結(jié)合城市自然、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程，對11個設(shè)區(qū)市污染物進(jìn)行了綜合指標(biāo)、單因子評價和污染源分析，得到了大氣污染的區(qū)域性特征，從而對11個設(shè)區(qū)市進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的防控措施。

關(guān)鍵詞：大氣污染；區(qū)域性；綜合指標(biāo)；單因子評價；河北省

中圖分類號 X196 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）16-0133-05

Abstract：In this paper，the characteristics of the atmospheric environmental quality changes for the 11 cities and districts in Hebei Province are analyzed and summarized using the monitoring dataset of atmospheric environmental quality from 2010 to 2014. Considering of natural resources and economic and social development processes of the 11 cities and districts，the comprehensive indexes and the single factor evaluation for the contaminants and the pollution source analysis were used to get the regional characteristics of atmospheric pollution，so as to classify 11 cities and districts.Furthermore the corresponding measures of prevention and control were suggested.

Key words：Air pollution；Regional；Comprehensive index；Single factor evaluation；Hebei Province

1 引言

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問題日益加劇，尤其是霧、霾等大氣污染問題嚴(yán)重。近年來，我國城市大氣環(huán)境污染呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征，北方城市大氣環(huán)境污染嚴(yán)重，南方沿海城市大氣環(huán)境污染相對較輕，我國大氣環(huán)境污染較嚴(yán)重的6個區(qū)域中北方占4個。總體上看，區(qū)域內(nèi)各城市大氣環(huán)境污染特征較為相似，但不同區(qū)域間城市大氣環(huán)境污染差別較大[1]，京津冀區(qū)域是大氣污染防治的重點地區(qū)。2014年，空氣質(zhì)量相對較差的10座城市中河北省占6個，分別是保定、邢臺、石家莊、唐山、邯鄲、衡水、廊坊[2]。因此，河北省大氣質(zhì)量直接影響著整個京津冀地區(qū)的大氣環(huán)境。

本論文的研究目的是在分析河北省11個設(shè)區(qū)市近年的大氣環(huán)境質(zhì)量、污染現(xiàn)狀、類型及成因的基礎(chǔ)上，探討河北省內(nèi)不同區(qū)域大氣污染的特征差異和原因，探究綜合性、因地制宜的防控措施。

2 河北省近年大氣環(huán)境質(zhì)量

根據(jù)河北省2010—2014年11個設(shè)區(qū)市大氣環(huán)境質(zhì)量公告，統(tǒng)計得到達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)、可吸入顆粒物日均值濃度、二氧化硫日均值濃度和二氧化氮日均值濃度如圖1表示，并對其進(jìn)行分析。

河北省各個設(shè)區(qū)市達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)逐年下降且下降明顯，2010—2012年情況大體相同，但從2013—2014年其天數(shù)下降明顯。其中，達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)較多的是秦皇島、張家口和承德等設(shè)區(qū)市，而石家莊、保定和廊坊等設(shè)區(qū)市近兩年的達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)低于150d，且變化較大（圖1a）。

近5年的可吸入顆粒物日均值濃度逐漸增長，其中石家莊、邯鄲和保定等變化較大。石家莊、邢臺最高濃度達(dá)到0.3mg/m3，而秦皇島、張家口等地區(qū)濃度較低，其濃度在0.1mg/m3左右。從圖1b可知，2013年河北省可吸入顆粒物日均值濃度達(dá)到最大值，可知2013年為河北省污染最嚴(yán)重的一年。

近幾年的二氧化硫日均值濃度與其他污染物相比較低，但仍成上升趨勢。其中石家莊、唐山、邢臺和邯鄲等設(shè)區(qū)市的變化較大，其濃度達(dá)到0.07mg/m3左右；而承德、滄州等地區(qū)濃度為0.04mg/m3左右（圖1c）。

近5年的二氧化氮日均值濃度變化不大，且相對可吸入顆粒物日均值濃度較低。從圖1d中可知，石家莊、唐山、邯鄲和邢臺的二氧化氮日均值濃度較大，其濃度在0.1mg/m3左右；秦皇島、廊坊和滄州變化較小，且濃度較低，其濃度在0.05mg/m3左右。

全省的大氣質(zhì)量呈下降趨勢，近5年的達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)逐漸下降，且各個污染物濃度呈上升趨勢。河北省的污染物主要是可吸入顆粒物。

從圖1中能看出，11個設(shè)區(qū)市之間也有很大的差異。分析比較數(shù)據(jù)較全、污染較嚴(yán)重且具有明顯差異的2座城市石家莊和唐山。石家莊近年大氣污染日益嚴(yán)重，環(huán)境質(zhì)量達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)在220d左右，根據(jù)污染濃度可以看出，其首要的污染物為可吸入顆粒物，2013年其日均值濃度達(dá)到了0.3mg/m3，在河北省也屬較高濃度，該市前3年可吸入顆粒物濃度相對較低，但在2013年得到顯著增長，相比2012年增長了近3倍。而SO2、NO2變化較小，但近5年該市的污染物濃度卻逐漸增大。唐山市近5年內(nèi)2013年大氣環(huán)境最為嚴(yán)重，達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)為100d左右，其首要污染物為可吸入顆粒物，其濃度達(dá)到0.15mg/m3，從圖中可以看出SO2、CO2濃度相對較低，但三種污染物的濃度逐年增加，從2012年其污染情況幾乎沒有好轉(zhuǎn)。

3 河北省大氣污染的區(qū)域性特征歸類

3.1 綜合指標(biāo)法 綜合指標(biāo)法是指運(yùn)用各種綜合統(tǒng)計指標(biāo)，如空氣質(zhì)量污染指數(shù)、達(dá)標(biāo)天數(shù)等，從具體數(shù)量方面對現(xiàn)實社會經(jīng)濟(jì)總體的規(guī)模及其特征進(jìn)行概括和分析，基本排除了個別偶然因素影響。對河北省環(huán)保廳大氣環(huán)境質(zhì)量公告數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計后，得到河北省11個設(shè)區(qū)市達(dá)到及優(yōu)于II級的天數(shù)（圖3a）和河北省11個設(shè)區(qū)市污染指數(shù)（圖3b）。根據(jù)11個設(shè)區(qū)市的污染指數(shù)和達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)進(jìn)行區(qū)域特征分類。

由圖3b可知，污染指數(shù)最高為保定市，污染指數(shù)最低為張家口市，達(dá)到及優(yōu)于II級天數(shù)最多的是張家口，最少的是保定。我省張家口、承德和秦皇島三市相對較好，南部的邢臺、石家莊、邯鄲和保定污染嚴(yán)重。

根據(jù)綜合指標(biāo)來劃分區(qū)域，本文規(guī)定達(dá)到及優(yōu)于國家II級標(biāo)準(zhǔn)天數(shù)大于200d且空氣污染指數(shù)小于220的區(qū)域為第一區(qū)域，大氣質(zhì)量良好；達(dá)到及優(yōu)于國家II級標(biāo)準(zhǔn)天數(shù)200～100d且空氣污染指數(shù)在220～500區(qū)間的區(qū)域為第二區(qū)域，大氣狀況為輕污染；達(dá)到及優(yōu)于國家II級標(biāo)準(zhǔn)天數(shù)小于100d且空氣污染指數(shù)大于500的區(qū)域為第三區(qū)域，大氣質(zhì)量為重污染（圖4）。

3.2 單因子評價 單項指標(biāo)是指影響大氣質(zhì)量的主要污染物中的單個污染物指標(biāo)，主要包括二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物，這種指標(biāo)具有單一性和精確性。根據(jù)河北省大氣質(zhì)量公告，得到11個設(shè)區(qū)市的SO2、NO2、PM2.5和PM10等主要的污染物日均值達(dá)標(biāo)率如表1所示。根據(jù)11個設(shè)區(qū)市的主要污染物的情況來劃分區(qū)域，從而可以在治理污染物的角度采取防聯(lián)防控措施。

根據(jù)國家規(guī)定環(huán)境空氣質(zhì)量限值，SO2日均值二級濃度為150mg/m3，NO2日均值二級濃度是80mg/m3，PM10日均值二級濃度是150mg/m3，PM2.5日均值二級濃度是75mg/m3。2014年全省日均值達(dá)標(biāo)率最低的污染物是PM2.5，其次是PM10。二氧化硫濃度日均值達(dá)標(biāo)率最低的城市為保定，二氧化氮濃度日均值達(dá)標(biāo)率最低的城市為保定，PM2.5濃度日均值達(dá)標(biāo)率最低的城市為邯鄲，可吸入顆粒物（PM10）濃度日均值達(dá)標(biāo)率最低的城市為邢臺。

根據(jù)11個設(shè)區(qū)市4種污染物濃度日均值達(dá)標(biāo)率的不同來劃分區(qū)域，將4種污染物濃度日均值均達(dá)到80%的區(qū)域劃分為第一區(qū)域，4種污染物濃度日均值均達(dá)到50%的區(qū)域為第二區(qū)域，4種污染物濃度日均值有低于50%的區(qū)域為第三區(qū)域（圖5）。

3.3 污染源分析 石家莊城市一年中采暖季污染物濃度值高于非采暖季，石家莊市PM2.5主要來自于區(qū)域污染傳輸和本地污染，本地污染包括燃煤、工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)動車等污染源[3]。隨著唐山市經(jīng)濟(jì)總量的增加，工業(yè)污染、燃料方式、機(jī)動車尾氣等造成大氣污染嚴(yán)重現(xiàn)象[4]。冶金行業(yè)是唐山市各功能區(qū)PM2.5主要來源。造成秦皇島市大氣污染的主要因素是工業(yè)廢氣、港口煤塵、機(jī)動車尾氣等，秦皇島的主要工業(yè)污染源是礦石堆場、燃煤鍋爐污染，鋼鐵產(chǎn)業(yè)，小石礦和小窖爐。邯鄲市主要污染源來源可概括為三大方面：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程、交通運(yùn)輸?shù)萚5]。與它相鄰的邢臺市是標(biāo)準(zhǔn)的資源型城市，鋼鐵、電力和煤化工等支柱產(chǎn)業(yè)成為邢臺空氣污染的主要污染源[6]。保定市環(huán)境空氣污染類型屬煤煙型，呈明顯的季節(jié)性變化，采暖期比非采暖期污染嚴(yán)重[7]。其主要的污染源是工業(yè)燃煤鍋爐和焚燒秸稈等，燃煤污染居首。衡水排污、超標(biāo)排污、惡意排污的小電（熱）鍍等小企業(yè)含量多，且其污染很嚴(yán)重。衡水市污染主要影響因素為燃煤及工業(yè)廢氣污染、機(jī)動車尾氣污染和區(qū)域污染輸送影響。滄州市區(qū)空氣質(zhì)量呈季節(jié)性變化，夏秋季節(jié)好于冬春季節(jié)[8]，石油化工企業(yè)、機(jī)動車尾氣、揚(yáng)塵和煤炭燃燒是PM2.5產(chǎn)生的主要源頭。而其他設(shè)區(qū)市的污染源沒有明顯的特點。但總體可以看出河北省大氣污染嚴(yán)重，主要與其11個設(shè)區(qū)市當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、生活有關(guān)，相對于外來污染源，其本地污染源占較大比例。以河北省各設(shè)區(qū)市大氣主要污染物類型和污染源為主要依據(jù)，對各城市進(jìn)行的區(qū)域歸類結(jié)果如表2所示。

4 河北省區(qū)域性大氣污染聯(lián)防聯(lián)控

針對上述區(qū)域性特征，推進(jìn)河北省大氣污染聯(lián)防聯(lián)控，區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控是運(yùn)用組織和制度資源打破行政區(qū)域的界限，以大氣環(huán)境功能區(qū)域為單元，共同規(guī)劃和實施大氣污染控制方案，最終達(dá)到改善區(qū)域空氣質(zhì)量、共享治理成果與塑造區(qū)域整體優(yōu)勢的目的[9]。從河北省整體需要出發(fā)，遵循屬地管理和區(qū)域聯(lián)動相結(jié)合，制定和執(zhí)行改善區(qū)域空氣質(zhì)量措施[10]。

河北省十二屆人大四次會議通過的《河北省大氣污染防治條例》于2016年3月1日起正式施行，條例對大氣污染防治的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)、政府及其部門責(zé)任、各類污染源防治措施等進(jìn)行了規(guī)定。根據(jù)本文劃分區(qū)域，大致可以看出河北省的南北兩方的大氣污染有明顯的差異，所以在統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上還要有區(qū)域差異，張家口、承德和秦皇島設(shè)區(qū)市應(yīng)注意汽車尾氣、居民生活污染和燃煤等方面的污染，而石家莊、保定和邯鄲等設(shè)區(qū)市在此基礎(chǔ)上，更加注重工業(yè)污染和燃煤污染的防治，并且治理程度要加強(qiáng)。

5 結(jié)論

近些年我國大氣污染現(xiàn)狀表現(xiàn)為區(qū)域性特征，而河北省作為我國重要經(jīng)濟(jì)區(qū)中的重要省份，其大氣污染的區(qū)域性特征也更加明顯。本論文基于對11個設(shè)區(qū)市達(dá)到及優(yōu)于國家II級天數(shù)和污染指數(shù)的統(tǒng)計，從而把河北省劃分為三個區(qū)域，第一個區(qū)域包括張家口、承德和秦皇島，第二個區(qū)域包括滄州和廊坊，第三個區(qū)域包括保定、邯鄲、邢臺、唐山、石家莊和衡水。對11個設(shè)區(qū)市主要污染物濃度日均值達(dá)標(biāo)率的分析，河北省可劃分三個區(qū)域，第一區(qū)域包括張家口和承德，第二區(qū)域包括滄州、廊坊和秦皇島，第三區(qū)域包括石家莊、唐山、邯鄲、保定、邢臺和衡水。針對污染區(qū)域的劃分，應(yīng)采取正確的區(qū)域性聯(lián)防聯(lián)控措施，以此改變河北省的大氣污染狀況。

致謝：感謝曹老師對我論文的指導(dǎo)與修改，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。感謝齊麗君、張未同學(xué)對我作圖的幫助，讓我的論文更加精彩。

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