資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量及污染特征分析

卜興兵+潘敦+王會鎮(zhèn)

摘要：根據(jù)資陽市主城區(qū)2015年空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，對資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量狀況及PM10、PM2.5、SO2、NO2和O3等大氣污染物濃度變化特征進行了分析，并對空氣污染特征進行了初步分析。結果表明： 2015年資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量以良為主，首要污染物以O3為主，PM10次之，PM2.5較少；PM2.5和PM10平均濃度冬季最高，春季次之，夏季最低，1月最高，2月次之；SO2平均濃度冬季最高，春季次之，秋季最低；NO2平均濃度冬季較高，其他季節(jié)無明顯變化；O3平均濃度春季最高，夏季次之，冬季最低，4月最高，7月次之。掌握資陽市大氣污染物的變化特征，可為大氣環(huán)境治理工作與防控措施研究提供科學依據(jù)。

關鍵詞：環(huán)境空氣；污染特征；資陽市

1 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快，大氣污染物排放量逐年增加，城市空氣質(zhì)量愈發(fā)惡化，成都平原地區(qū)尤為突出，大氣污染成為中國日益突出的重要環(huán)境問題之一[1～4]。分析全國75個重點城市空氣質(zhì)量，其中顆粒物PM10、細顆粒物PM2.5、臭氧、SO2和NO2是影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量的主要污染物，并對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生顯著影響[5，6]。隨著人民群眾對環(huán)境保護的日益重視，環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣成為人們重視的焦點，并逐漸被納入各級政府的目標考核任務中[7]。

關于資陽市區(qū)大氣污染物的研究較為缺乏。鑒于此， 筆者利用中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布數(shù)據(jù)和資陽市環(huán)保局對外公開的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)分析，研究了 2015 年資陽市區(qū)污染物濃度變化特征，以期為資陽市大氣環(huán)境狀況變化和與防控措施研究提供科學依據(jù)。

2 監(jiān)測網(wǎng)絡概況及數(shù)據(jù)來源

資陽市現(xiàn)有城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站5個，其中評價城市點4個，清潔對照點1個。上述城市點位均由國家環(huán)保部規(guī)范審批建設的國控站點組成，點位代表性良好，基本實現(xiàn)了資陽市城市區(qū)域全覆蓋。統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來自于中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布數(shù)據(jù)和資陽市環(huán)保局發(fā)布空氣質(zhì)量年報。

3 結果分析

3.1 空氣質(zhì)量總體概況

2015年資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量參照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）要求監(jiān)測，監(jiān)測參數(shù)項目為二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（8 h平均值，O3）、顆粒物（粒徑小于等于10 μm，PM10）和細顆粒物（粒徑小于等于2.5 μm，PM2.5）六參數(shù)、年均值如表1所示，六參數(shù)中年均值除PM10和PM2.5均低于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中二級標準。

2015年資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量總體狀況良好，其中優(yōu)良天數(shù)為288 d，優(yōu)良率為78.9%；輕度污染天數(shù)61 d，中度污染天數(shù)13 d，重度污染天數(shù)1 d，無嚴重污染天數(shù)，輕度污染及以上天數(shù)為75 d。如圖1所示，2015年各首要污染物分布情況，其中PM2.5 污染天數(shù)72 d，PM10污染天數(shù)109 d，O3 污染天數(shù)119 d， O3為首要污染物天數(shù)最多，PM10次之，PM2.5最少。

由于資陽市在2014年前執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）標準，2014年以后執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）。2010～2014環(huán)境空氣質(zhì)量參照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）標準監(jiān)測，僅監(jiān)測SO2，NO2，PM10三個參數(shù)。為了與資陽市歷史空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一比較，對2015年只統(tǒng)計三參數(shù)。如圖2所示，SO2年均濃度值在2010～2013年逐年下降，2014年略有上升，2015年大幅下降，整體趨勢呈下降趨勢；NO2年均濃度值在2010～2011年逐年下降，2011～2013年逐年上升，2014～2015年大幅下降，整體呈下降趨勢；PM10年均濃度值在2010～2013年逐年上升，2014年略有下降，2015年大幅上升，整體呈上升趨勢。綜上所述，資陽市環(huán)境空氣質(zhì)量整體情況不容樂觀，尤其顆粒物PM10整體呈上升趨勢，空氣質(zhì)量改善壓力較大。

3.2 氣候環(huán)境總體概況

由于資陽市地處成都平原，四季變化對大氣質(zhì)量影響很大，從氣象特征看，資陽市冬季少雨多霧，靜風和逆溫天氣頻繁，而且光照較弱，日照時間短，該季節(jié)不利于大氣污染物擴散和稀釋，這是造成冬季污染較重的主要原因。夏季逆溫天氣較弱，太陽輻射強，溫度高，大氣對流活動旺盛，而且降水充足，對空氣的污染物起到清除和沖刷作用，故而夏季污染較輕。如圖3，匯總了資陽市近20年月平均降水量和月平均風速，資陽市月平均降水量較多的時間，集中于4～10月份，風速較大的時間集中在4～10月。

3.3 空氣質(zhì)量時間變化規(guī)律

一個城市的空氣質(zhì)量主要由兩方面決定：一是本地污染源的排放及分布狀況；二是當?shù)卮髿饧碍h(huán)境對污染物的擴散能力。本地污染源的狀況在一定的季節(jié)和時間范圍之內(nèi)，由于地理環(huán)境下相對穩(wěn)定而變化不大，而當?shù)卮髿猸h(huán)境氣候變化對各種污染物擴散能力影響很大。探討不同時段各種污染物的變化特征，對于了解當?shù)卮髿馕廴镜淖兓厔荨⒅贫ㄎ廴绢A防措施具有重要意義。

3.3.1 空氣主要污染物逐日變化情況

如圖4所示，顯示了2015年資陽市空氣主要污染物SO2、PM2.5、PM10、NO2、O3、CO日均濃度逐日變化趨勢。

SO2日均濃度集中在7～119 μg/m3之間，遠低于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中SO2日均濃度150 μg/m3 ，且大部濃度值低于該值，沒有高于該值的數(shù)據(jù)，SO2污染特征呈現(xiàn)“U”型變化，兩頭大中間小的狀態(tài)，前半年SO2濃度逐漸降低，后半年濃度又逐漸上升。但從歷史數(shù)據(jù)，如圖2所示，資陽市SO2濃度的變化趨勢為下降趨勢。CO日均濃度集中在0.3～1.9 mg/m3之間，數(shù)據(jù)均低于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中CO日均濃度4 mg/m3 ，CO污染特征呈現(xiàn) “U”型變化，兩頭大中間小的狀態(tài)。SO2和CO全年高值大部分存在于上半年1～3月份和12月份。

PM2.5日均濃度集中在7～164 μg/m3之間，部分數(shù)據(jù)高于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中PM2.5日均濃度75 μg/m3 ，但大部濃度值低于該值，高于該值的監(jiān)測數(shù)據(jù)有51 d，PM2.5污染特征呈現(xiàn)“U”型變化，兩頭大中間小的狀態(tài)，前半年PM2.5日均濃度逐漸降低，后半年日均濃度又逐漸上升。PM10日均濃度集中在25～239 μg/m3之間，部分數(shù)據(jù)高于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中PM2.5日均濃度150 μg/m3 ，但大部濃度值低于該值，高于該值的監(jiān)測數(shù)據(jù)有31 d，PM10污染特征呈現(xiàn)“U”型變化，兩頭大中間小的狀態(tài)，前半年PM10日均濃度逐漸降低，后半年日均濃度又逐漸上升。PM2.5和PM10，全年高值存在于上半年1～4月份和12月份之間。但從圖2歷史數(shù)據(jù)分析，顆粒物PM10整體呈上升趨勢。從氣候原因分析，1～4月份和12月份是資陽市全年平均降水量和平均風速較小的時間段，氣候條件不利于PM10和PM2.5的擴散和稀釋[8～10]。

NO2日均濃度集中在7～49 μg/m3之間，數(shù)據(jù)均低于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中NO2日均濃度80 μg/m3 ，NO2污染特征呈現(xiàn) “U”型變化，兩頭大中間小的狀態(tài)，全年高值大部分存在于上半年1～4月份。但是從圖2歷史數(shù)據(jù)分析， NO2整體呈下降趨勢。O3日均濃度集中在18～212 μg/m3之間，部分數(shù)據(jù)高于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中O3日均濃度160 μg/m3 ，高于該值的監(jiān)測數(shù)據(jù)有31 d。O3污染特征呈現(xiàn)倒“U”型變化，兩頭小中間大的狀態(tài)，全年高值大部分存在于3～10月份。由于O3濃度和日照以及氣溫關系很大，而3～10月份是資陽市日照時間變長和氣溫升高的時間段[11，12]。

3.3.2 空氣主要污染物逐月變化情況

如圖5所示，顯示了2015年資陽市空氣主要污染物SO2、PM2.5、PM10、NO2、O3月均濃度逐月變化趨勢，由于 CO月均濃度變化在0.8～1.6 mg/m3之間，變化幅度不大，沒有列入對比。

由圖5可以看出，2015年SO2最小月均值在10月和11月，最大月均值2月份；1～4月份全年較高，5～11月變化幅度不大，12月份小幅升高，從全年整體看SO2月均濃度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。2015年NO2最小月均值在6月，最大月均值1月份；1～4月份全年較高，5-9月變化幅度不大，10～12月份小幅升高，從全年整體看NO2月均濃度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。2015年O3最小月均值在11月，最大月均值4月份；4～8月份全年較高，從全年整體看O3月均濃度呈現(xiàn)“倒U型”趨勢，即先升高后降低。2015年PM2.5最小月均值在9月，最大月均值1月份；4～9月份全年較低，從全年整體看PM2.5月均濃度呈現(xiàn)U型趨勢，即先降低后升高。2015年PM10最小月均值在9月，最大月均值1月份；6～9月份全年較低，從全年整體看PM10月均濃度呈現(xiàn)“U型”趨勢，即先降低后升高。

如圖6所示，顯示了2015年資陽市空氣主要污染物PM2.5/PM10月均比值逐月變化趨勢。PM2.5/PM10月均比值整體呈現(xiàn)“U型”趨勢，全年最低值在6月份，最高值在1月份，基本趨勢為先降低后升高。 其中1～3月PM2.5/PM10月均比值大于0.5，說明PM2.5占比較大；3月以后PM2.5/PM10月均比值小于0.5，說明PM10占比較大，全年整體PM10占比較大，顆粒物PM10污染較重。

3.3.3 空氣主要污染物季節(jié)變化情況

如圖7所示，顯示了2015年資陽市空氣主要污染物SO2、PM2.5、PM10、NO2、O3月均濃度逐季變化趨勢，以通用天文季節(jié)與氣候季節(jié)相結合來劃分四季。 即3、4、5月為春季，6、7、8月為夏季，9、10、11月為秋季，12、1、2月為冬季。各污染物季節(jié)變化趨勢明顯，除O3外呈現(xiàn)春冬季節(jié)高，夏秋季節(jié)低，除NO2外四季濃度變化波動較大。

SO2春冬季節(jié)濃度遠高于夏秋濃度，全年趨勢明顯，全年冬季濃度最高，夏季濃度最低，冬季濃度值約為夏季的2倍。這主要是由于SO2大部分來源于化石燃料燃燒，冬季的燃煤取暖、露天燒烤、工業(yè)用煤會導致SO2等污染物的大量排放，而夏季燃燒源較少且降水較多，使得SO2濃度降低。

O3春夏季節(jié)高于秋冬季節(jié)，全年春季濃度最高，波動幅度較大，春季濃度值約為冬季的1.6倍. 這是因為秋冬季節(jié)在太陽光強減弱的影響下，生成臭氧的光化學反應能力降低，使得秋冬季節(jié)臭氧濃度明顯下降，遠低于光照較強的春夏季節(jié)。

NO2春冬季節(jié)高于夏秋季節(jié)，與臭氧的變化特征相反，夏季資陽市市區(qū)的NO2濃度最低，秋冬季節(jié)逐漸升高. 這種變化趨勢與秋冬季節(jié)臭氧濃度降低導致消耗的氮氧化物減少有關，另外，夏季大氣對流較強且降水多，有利于污染物的擴散和消除，而秋季秸稈等生物質(zhì)焚燒在一定程度上也會增加污染物的排放。

資陽市空氣中PM2.5和PM10整體污染水平不高。PM2.5春冬季節(jié)濃度遠高于夏秋濃度，全年冬季濃度度最高，變化幅度較大； PM10春冬季節(jié)濃度遠高于夏秋濃度，全年冬季濃度最高，變化幅度較大，這是由于春冬季沙塵天氣較為頻發(fā)，且天氣相對干燥，風速大于夏秋季節(jié)，導致地面揚塵增加，PM10濃度較高。

雖然影響污染物濃度的因素多且復雜，污染物濃度隨時間不斷波動變化，但除臭氧外，其余五項污染物的變化表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征，都呈現(xiàn)出“U”型分布，即春、冬季的污染程度要重于夏、秋季。由于影響因素不同，臭氧與其余五項污染物的變化趨勢正好相反，但也具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律。結合各項污染物全年變化情況，8月和9月是一年中資陽市市區(qū)空氣質(zhì)量最好的月份，這與資陽市歷年氣象條件影響基本一致。

4 結論與對策

（1）2015年資陽市主城區(qū)空氣質(zhì)量總體狀況良好，其中優(yōu)良天數(shù)為288 d，優(yōu)良率為78.9%；輕度污染及以上天數(shù)為75 d。全年各首要污染物O3為首要污染物天數(shù)最多，PM10次之，PM2.5最少。SO2、CO 和NO2年均濃度達到國家二級標準，其余三項污染物濃度超標。

（2）根據(jù)各項污染物的逐日變化可以發(fā)現(xiàn)，除O3外，其余五項污染物濃度全年呈“U”型分布。3～10月份臭氧濃度較高，SO2和NO2在1～4月和12月濃度較高，PM10和PM2.5濃度在1～4月份和12月份較高，超標現(xiàn)象集中在上述時間段，其中PM10超標31 d，PM2.5超標51 d。

（3）各種污染物均表現(xiàn)出了季節(jié)變化的特征，總體呈“U”型分布。臭氧濃度春、夏季要明顯高于秋、冬季，春季濃度約為冬季濃度的1.6倍。NO2季節(jié)變化幅度較小，夏季濃度值最低。SO2濃度季節(jié)變化較大，冬季的濃度最高，秋季濃度最低。PM2.5濃度最高的為冬季，春季濃度高于秋季，夏季濃度最低。而PM10濃度冬季最高，較為明顯的高于其它3 個季節(jié)，春季濃度次之，夏季最低。

（4）針對三大首要污染物PM2.5、PM10和臭氧，PM2.5和PM10作為主要影響因子，需要盡快完成源解析工作，提高污染防治針對性，此外，PM2.5/PM10大部分比值低于0.6，說明大顆粒物PM10比重占比很大，污染較重，須堅持道路揚塵和工地污染源等治理。對O3要加快建立規(guī)范可靠的臭氧量值溯源體系，掌握臭氧來源及分布規(guī)律是下一步臭氧污染治理的基礎。

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Analysis on the Air Quality and Pollution Characteristics

in Main Urban Areain Ziyang City

Bu Xingbing1， Pan Dun2， Wang Huizhen3

（1.Sichuan ProvincialEnvironmental Monitoring Station， Chengdu，Sichuan 610041， China；

2.Chengdu Third Peoples Hospital，Chengdu，Sichuan 610031， China；

3.Universityof Xihua， Chengdu，Sichuan 610039，China）

Abstract： Based on the air quality monitoring data ofmain urban areaof Ziyang in 2015， the air quality status，variation characteristics of PM2.5， PM10， O3 and SO2 concentrationsas well as NO2 were analyzed in this paper.The air pollution characteristics were preliminarily analyzed.The results indicated that the air quality inmain urban area of Ziyang in 2015 was mainly fine，while O3 was the main pollutant，followed by PM10 andPM2.5.The average concentrations of PM2.5 and PM10 were the lightest in winter，followed by spring and lowest in summer，peak in January，followed by February.The average concentration of SO2 was the lightest in winter，followed by spring，and lowest in autumn.The average concentration of NO2 was the lightest in winter ， other seasons did not present obvious seasonal change. The average concentration of O3 was the lightest in spring， followed by summer， and lowest in winter， peak in April，followed by July.The analysis of variation characteristics of air pollutants in Ziyang provides scientific evidences for the atmosphericenvironmental governance and preventive measures.

Key words： Ziyang City； air quality； pollution characteristics