成都市空氣污染物季節(jié)性變化規(guī)律

巫升平

摘 要：21世紀以來，成都的發(fā)展日新月異，如今已經(jīng)成為中國新一線城市。然而伴隨而來的確實空氣污染問題日益加重。本文通過空氣質量指數(shù)（AQI）及主要空氣污染物濃度變化來研究成都市空氣污染物季節(jié)性變化規(guī)律，為成都市空氣污染治理提供依據(jù)，從而更好的制定治理措施。結果表明，成都市空氣污染物主要受到盆地地形及氣候條件的影響，存在明顯的冬重夏輕特征，一年之中污染最嚴重的季節(jié)為冬季，空氣質量最好的季節(jié)為夏季。成都市空氣污染的主要來源為交通運輸與土建施工過程中的有害氣體及揚塵。

關鍵詞： 成都市；空氣污染；AQI

Abstract：Air pollution in Chengdu， one of Chinas firsttier cities， cannot be ignored as it has become more and more serious. Major air pollutants are analyzed on a seasonal basis in the thesis through AQI and concentration changes， so that a better a better treatment can be offered. According to this study， the concentration of air pollutants in Chengdu， mainly affected by basin， changes seasonally， highest in winter and lowest in summer. And climate condition is also one of reasons of such phenomenon.

Key words：Chengdu；air pollutants ；AQI

改革開放三十多年來，我國的經(jīng)濟和工業(yè)化建設取得了舉世矚目的偉大成就?，F(xiàn)如今，我國憑借強大的制造、生產、建設能力，已經(jīng)成為全球第二大經(jīng)濟體，把控著世界經(jīng)濟的命脈。然而，在我國取得這些成就的同時，由于環(huán)保意識的薄弱以及配套的環(huán)保法制不健全，致使污染物的排放沒有得到有效的控制及約束，從而造成了嚴重的環(huán)境污染。時至今日，環(huán)境問題已經(jīng)成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一大難題，其中，首當其沖的便是空氣污染問題。1952年，美國洛杉磯市的一次光化學煙霧事件，造成了400多位65歲以上老年人的死亡。這次危害的罪魁禍首，便是人類生產生活排放的各類污染物，如臭氧、氮氧化物等。當空氣中污染物的含量很高時，會造成急性污染中毒，甚至奪取患者的生命。即使污染物濃度低時，長年累月的接觸污染，也將會引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病[1]。在我國衛(wèi)生計生委最新發(fā)布的數(shù)據(jù)中，肺癌已成為危害我國城鎮(zhèn)居民的生命的第一殺手。

成都市是我國西南地區(qū)的中心，曾經(jīng)被評為中國最適合居住的城市。但如今，成都的空氣污染越發(fā)嚴重，其中PM2.5已經(jīng)接近北京，成為我國空氣質量最差的城市之一。例如，2016年，成都PM2.5 的年平均值接近WHO的年度上限的10倍。因此，針對成都市的空氣污染問題，我們必須引起足夠的重視。

空氣污染物主要包括：顆粒物（TSP、PM10、PM2.5）；無機有害物（SO2、NO2 、O3 、CO 、NH3）；有機有害物（甲醛、苯系物、苯并（a）芘、TVOC、TDI）；放射性物質（氡）；微生物（細菌、病毒）?？諝馕廴疚镏饕獊碓窗ǎ汗I(yè)生產、交通運輸、農業(yè)生產、建筑及交通等施工作業(yè)排放廢氣及粉塵。

目前，我國越來越重視空氣污染的治理，近年來來頒布了多項針對空氣污染問題的相關法規(guī)，如：2015年8月29日修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》、2013年9月10日公布的《大氣污染防治行動計劃》、2015年5月1日開始實施的《四川省灰霾污染防治辦法》、2009年1月1日開始實施的《成都市大氣污染防治管理規(guī)定》等。這些法律法規(guī)的頒布與實施將極大的改善我國的空氣質量，提高我們的生活水平。

與此同時，針對空氣污染的改善也離不開科學的論證以及對現(xiàn)有監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析。本文主要通過空氣質量指數(shù)（AQI）和主要空氣污染物濃度變化來討論成都市空氣污染物季節(jié)性變化規(guī)律，為成都市空氣污染治理提供依據(jù)，從而更好的制定相應的污染治理措施。

一、數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)說明

我國《環(huán)境空氣質量標準》（GB30952012）[2]中規(guī)定，大氣目標檢測污染物包括SO2、總懸浮顆粒物（TSP）、PM2.5、PM10、NO2、CO、鉛（Pb）、苯并[a]芘、氟化物（F）、O3。其中，TSP指用標準大容量顆粒采集器在濾膜上收集到的顆粒物的總質量。粒徑小于100um的稱為TSP，即總懸浮物顆粒；粒徑小于10μm的稱為PM10，即可吸入顆粒；粒徑小于25μm的稱為PM2.5。

本文選取成都市2013年12月至2017年6月的AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3 的數(shù)據(jù)（表1，以2014年月均數(shù)據(jù)為例），為了更合理的探討成都市空氣污染物的季節(jié)性變化規(guī)律，本文選取的各類指標均為月均濃度。其中空氣污染指數(shù)將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式，它將空氣污染程度和空氣質量狀況分級表示 [3]。參與空氣質量評價的主要污染物為PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO六項。數(shù)據(jù)來源于中國空氣質量在線監(jiān)測分析平臺（https：//www.aqistudy.cn/historydata/monthdata.php？city=成都）。中國空氣質量在線監(jiān)測分析平臺是公益性質的軟件平臺，目前收錄了367個城市的空氣質量數(shù)據(jù)，具體包括AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等監(jiān)測數(shù)據(jù)，且每隔一小時數(shù)據(jù)更新一次。

二、 數(shù)據(jù)分析

（一）成都市空氣污染指數(shù)變化的時間特性

如圖1為2013年12月2017年6月成都市AQI指標變化，總計為43個月，其中月均空氣污染指數(shù)達到Ⅰ或Ⅵ級的有0個月；達到Ⅴ級的有1個月；達到Ⅳ級的有4個月；達到Ⅲ級的有13個月；達到Ⅱ級的有25個月。由圖可知，AQI具有具有周期性，波峰一般出現(xiàn)在每年冬季的12月、1月、2月，這是成都市一年中空氣質量最差的時候，往往達到Ⅳ級，即中度污染；而波谷一般出現(xiàn)在每年夏季的8月、9月份，這是成都市空氣質量最好的時候，空氣質量等級為Ⅱ級、良。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，成都市AQI指數(shù)存在明顯的冬高夏低特征，每年冬季AQI最高，由冬季至夏季趨于良好，到夏季AQI最低，由夏季至冬季又趨于嚴重。

（二） 成都市空氣污染物濃度變化的時間特性

1.PM2.5和PM10

如圖2為2013年12月2017年6月成都市PM2.5和PM10指標變化，總計為43個月。PM2.5和PM10 的變化大致相同，以PM2.5為例，成都市月均PM2.5達到Ⅰ級的有2個月；達到Ⅱ級的有27個月；達到Ⅲ級的有9個月；達到Ⅳ級的有4個月；達到Ⅵ級的有1個月；達到嚴重污染的有0個月。由圖可知，PM2.5和PM10變化是一個周期變化，波峰一般出現(xiàn)在每年冬季的12月、1月，這是成都市一年中空氣質量最差的時候，達到了Ⅳ級即重度污染；而波谷一般出現(xiàn)在每年夏季的6月至9月份，這是成都市空氣質量最好的時候，空氣質量等級為Ⅱ級，即良。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，成都市PM2.5和PM10指數(shù)存在明顯的冬高夏低特征，每年冬季PM2.5和PM10最高，由冬季至夏季趨于良好，到夏季PM2.5和PM10最低，由夏季至冬季又趨于嚴重。

2.SO2、CO、NO2和O3

如圖3、圖4分別為2013年12月2017年6月成都市SO2、CO、NO2和O3指標變化，總計為43個月。由圖可知，SO2、CO、NO2和O3均呈現(xiàn)出冬高夏低的周期性變化，波峰一般出現(xiàn)在每年冬季的12月、1月；波谷一般出現(xiàn)在每年夏季的5月8月份，其中O3濃度的周期性變化最為明顯。SO2濃度同比呈下降趨勢，而CO和NO2濃度同比變化不大。SO2、CO、NO2等空氣污染物的來源主要為工廠和汽車等排放的廢氣，而這些廢氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機化合物和空氣中的氧氣結合后，在陽光輻射和溫度的催化下，又產生了大量的O3。這些空氣污染物大量聚集后，又受到成都市氣候條件的影響，于是產生了冬重夏輕的特征。

圖3 SO2指數(shù)變化的時間特性

圖4 CO指數(shù)變化的時間特性

（三）成都市空氣污染物濃度變化的分析與討論

成都市地理位置在四川盆地西部、岷江中游，東界龍泉山脈，西靠邛崍山，西部為縱貫南北的龍門山脈。成都市屬于亞熱帶濕潤季風氣候，受到地理位置、地形和下墊面等條件的綜合影響，產生了顯著的垂直氣候和復雜的局地小氣候，因此成都市在冬春兩季時氣候干燥，風雨較少，有利于可吸入顆粒物的聚集[4]。如成都2016年12月的污染天數(shù)達到了26天（其中重度污染以上16天）。成都的空氣污染物中，對PM2.5貢獻最大的為機動車輛等移動源（27.9%），其次為燃煤及揚塵（分別占25.1%和20.8%）。而對PM10貢獻最大的為揚塵（包括交通與建設）。這些污染物的來源與成都近年來機動車的驟增以及大量的土建工程關系密切。另外，成都的特殊盆地氣候，如冬季早晚的大霧天氣，也是加重空氣污染的原因之一。在2016年12月成都大氣污染防治新聞通氣會上，成都政府已將污染防治寫進了多項城市規(guī)劃，預計在2020年使空氣質量優(yōu)良率達到70%以上。

三、結論

本文根據(jù)中國空氣質量在線監(jiān)測分析平臺（https：//www.aqistudy.cn/historydata/monthdata.php city=成都）選取了2013年12月2017年6月成都市空氣質量指數(shù)和主要空氣污染物濃度月均數(shù)值，利用Excel繪制了空氣質量指數(shù)和PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3的濃度變化折線圖，研究了成都市空氣污染物季節(jié)性變化規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)：

（1）成都市空氣污染物變化呈現(xiàn)為周期性變化，波峰一般出現(xiàn)在每年冬季的12月、1月、2月，這是成都市一年中空氣質量最差的時候，空氣質量往往達到重度污染；而波谷一般出現(xiàn)在每年夏季的8月、9月份，這是成都市空氣質量最好的時候，空氣質量等級一般為良。

（2）成都市空氣污染物由于受到盆地地形條件的主要影響，存在明顯的冬重夏輕特征；第2次空氣污染高峰出現(xiàn)在春季，春分和秋分前后是1年中大氣污染輕重狀況變化的拐點。

（3）成都市空氣質量也受其氣候條件的影響，冬春少風少雨，加之上空較強逆溫層的存在，有利于可吸入顆粒物的聚集，形成大霧天氣。故氣候條件也是成都市空氣污染物濃度冬重夏輕的影響因素之一。

（4）成都市的空氣污染與城市發(fā)展密切相關，其中以機動車為代表的移動排放，以及土建施工為代表的揚塵排放是空氣污染的主要來源。因此，成都市應當嚴格控制機動車數(shù)量及排放量，同時對施工現(xiàn)場做好降塵工作，尤其是在春、冬易造成污染物滯留的兩個季節(jié)，需制定相應的法規(guī)控制污染。

致謝

在此特別感謝西南交通大學地球科學與環(huán)境工程學院陳劍楠老師對本文的指導。

參考文獻：

[1]王鑒清，譚宗慶，張浩，等.成都市大氣污染對人群健康影響的研究（1980—1986）[J].四川環(huán)境，1987，6（3）：2229.

[2]GB3095 2012，環(huán)境空氣質量標準[S].

[3]HJ6332012.環(huán)境空氣質量指數(shù)（AQI）日報技術規(guī)定[S].2012.

[4]譚壯，譚亞玲，羅明良，張穎，張斌，等.近10年尺度成都市空氣污染指數(shù)變化小波分析[J].2015，31（14）：200205.