2017年中國大陸地區(qū)空氣中主要污染物時空分析

摘 要：本文采用環(huán)保部2017年全年中國大陸地區(qū)31個地級城市重點監(jiān)測的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O36種首要污染物的大氣環(huán)境污染數(shù)據(jù)，分析了其空間分布的差異性和季節(jié)變化特征，并解析了不同污染物的來源。

關(guān)鍵詞：主要污染物；空間差異性分析；季節(jié)變化特征；來源

1.前言

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，我國空氣環(huán)境質(zhì)量問題越來越受到重視。特別是20世紀80年代改革開放以來，經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，使得環(huán)境壓力明顯增大，長期積累的環(huán)境風險已經(jīng)開始顯現(xiàn)，一些大中城市的大氣污染所造成的空氣質(zhì)量已有惡化的趨勢[1]。

本文搜集環(huán)保部監(jiān)測的中國大陸地區(qū)31個重點城市的6種首要污染物在2017年一年的濃度變化。采用統(tǒng)計學方法和ARCGIS軟件進行數(shù)據(jù)分析，研究其空間分布的差異性和季節(jié)變化特征，根據(jù)變化解析污染物的源分布。此研究對于我國的大氣污染防治具有重要意義。

2.區(qū)域研究概況

本文將全國大陸地區(qū)31個大中城市作為研究對象，參考黃秉維[2-3]、劉再興的區(qū)劃方案，最后選取《中國經(jīng)濟地理》（第三版）中的劃分方案，將大陸地區(qū)劃分為華東地區(qū)、華南地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)、西北地區(qū)以及西南地區(qū)七個大區(qū)域進行空間分析。

本文使用的數(shù)據(jù)資料來源通過中國環(huán)境監(jiān)測總站網(wǎng)站發(fā)布的信息搜集。以上數(shù)據(jù)搜集起止時間為2017年1月～2017年 12 月，為期一年，本文把四季的劃分如下：春季 1月～3月，夏季4月～6月，秋季 7月～9月，冬季10月～12月。

3.六種主要污染物時空分析

3.1 PM2.5濃度水平分析

3.1.1空間差異性分析

從圖上可以看出，PM2.5濃度高值區(qū)在華北地區(qū)，尤其集中在石家莊、太原等城市，西南、華南地區(qū)是濃度低值區(qū)。由于石家莊、太原等城市是全國重工業(yè)基地，燃煤排放的氮氧化物、硫氧化物多，在空氣中容易形成硫酸鹽、硝酸鹽，為細顆粒物的形成做了貢獻，機動車尾氣也會排放大量的細顆粒物。

PM2.5的年平均濃度在20.08-86.25?g/m3之間，平均為49.17?g/m3，按PM2.5年平均空氣質(zhì)量標準評價，所有城市均未達到空氣質(zhì)量一級標準，除了拉薩，貴陽，昆明，?？?，福州這5個城市空氣質(zhì)量達到二級標準，其他所有城市均未達到二級標準。

在華東地區(qū)，濟南濃度最高，為65?g/m3，福州濃度最低，為27.25?g/m3；在華南地區(qū)，海口濃度最低為20.42?g/m3，南寧濃度最高為35.50?g/m3；在華中地區(qū)，鄭州濃度最高為71.50?g/m3，南昌濃度最低為41.67?g/m3；在華北地區(qū)，石家莊濃度最高為86.25?g/m3，呼和浩特濃度最低為43.92?g/m3；在西北地區(qū)，西安濃度最高為73.33?g/m3，西寧濃度最低為38.25?g/m3；在西南地區(qū)，成都濃度最高為56.08?g/m3，拉薩濃度最低為20.08?g/m3；在東北地區(qū)，長春濃度最低為47.17?g/m3，哈爾濱濃度最高為57?g/m3。

3.1.2季節(jié)變化特征

2017年，中國PM2.5濃度值冬季最高，秋季次之，夏季最低，這種結(jié)果出現(xiàn)的原因可能是冬季大量燃煤的原因。從北方與南方的濃度差異來看，更加證實了PM2.5來源于燃煤這一觀點，因為南方冬季取暖不靠暖氣，沒有大量燃煤，所以濃度比北方地區(qū)低，此外冬季逆溫天氣出現(xiàn)的頻率比較大，不利于污染物的輸送擴散，導致PM2.5濃度高。

3.2 PM10濃度水平分析

3.2.1空間差異性分析

PM10高濃度主要集中在華北、西北地區(qū)，華中、東北次之，西南、華南、華東最低，尤其集中在太原、石家莊、西安、蘭州等城市。而上海、?？诘瘸鞘杏捎谖挥跂|部沿海地區(qū)，季風氣候明顯，降水量相對較大，而降水能夠有效地清除、沖刷空氣中的各種污染物，降低空氣中各種污染物的濃度，使空氣中的污染物得到自然凈化，對減少污染物和抑制揚塵有很好的作用。

PM10的年平均濃度在37.08-157.83?g/m3之間，平均為87.95?g/m3，按PM10年平均空氣質(zhì)量標準評價，在31所城市里，只有海口達到空氣質(zhì)量一級標準，只有福州，上海，廣州，南寧，海口，長沙，拉薩，貴陽，昆明這9個城市空氣質(zhì)量達到二級標準，其他所有城市均未達到二級標準。

在華東地區(qū)，濟南濃度最高，為130.33?g/m3，福州濃度最低，為51.83?g/m3；在華南地區(qū)，?？跐舛茸畹蜑?7.08?g/m3，南寧濃度最高為56.33?g/m3；在華中地區(qū)，鄭州濃度最高為131.33?g/m3，長沙濃度最低為69.92?g/m3；在華北地區(qū)，石家莊濃度最高為157.83?g/m3，北京濃度最低為86.67?g/m3；在西北地區(qū)，西安濃度最高為129.58?g/m3，西寧濃度最低為96.58?g/m3；在西南地區(qū)，成都濃度最高為88.58?g/m3，貴陽濃度最低為53.17?g/m3；在東北地區(qū)，長春濃度最低為81.50?g/m3，沈陽濃度最高為87.58?g/m3。

3.2.2季節(jié)變化特征

PM10冬季最高，春季次之，夏季最低，有研究證明，春季是沙塵暴頻發(fā)的季節(jié)，會導致PM10濃度顯著增加，夏季降水量大，對空氣中的PM10有很大的沖刷作用，降低空氣中的濃度，同時夏季溫度高，空氣對流活動加強，有利于污染物的擴散，PM10濃度的時間分布與PM2.5相近，可能來自相同的污染源，即工業(yè)燃煤、汽車尾氣與地面揚塵等等。

3.3 SO2 濃度水平分析

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）可知，2017年我國31城二氧化氮平均濃度約為44ug/m3，高于國家二氧化氮的二級年均濃度限值（40ug/m3），僅有7個城市達標，其中華北地區(qū)二氧化氮年均濃度最高，達50ug/m3，華南地區(qū)二氧化氮濃度最低，平均濃度為33ug/m3。

3.3.1 空間差異性分析

在空間分布上，我國中部地區(qū)大氣中二氧化氮濃度較高，包括華北、西北、華中以及西南地區(qū)，這些地區(qū)地處內(nèi)陸，且降雨相對較少，不利于污染物的稀釋擴散，因此濃度相對較高。而東北、華東、華南地區(qū)濃度相對較低，由于毗鄰海洋，有利于污染物擴散，因此濃度較低。

3.3.2 季節(jié)變化特征

全年二氧化氮呈季節(jié)性變化但變化幅度不大，整體濃度均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，冬季濃度最高，夏季濃度最低，春、秋季濃度差異不大。大氣中二氧化氮的來源包括機動車、輪船尾氣排放、燃料燃燒以及雷電等自然源產(chǎn)生。我國各地區(qū)二氧化氮濃度隨時間分布變化幅度不大，自然源要遠小于人類活動產(chǎn)生的，說明大氣中二氧化氮的主要污染源來自汽車、輪船等的尾氣排放，因此汽車尾氣氮氧化物的控制及大氣中氮氧化物的吸收轉(zhuǎn)化是二氧化氮的主要限制因子。

4.結(jié)語

本文通過對2017年全年中國大陸地區(qū)中的中華人民共和國環(huán)境保護部公布重點監(jiān)測的31個地級市大氣環(huán)境污染的變化特征開展了的較為詳細的研究，分析了31個地級市2017年的六種主要大氣污染物的時間變化特征和空間變化特征，同時分析該污染物來源。

參考文獻

[1]郭婧，王文興，海熱提·涂爾遜.廣州市酸沉降對材料破壞的經(jīng)濟損失估算[J]城市環(huán)境與城市生態(tài)，2004，17（3）：15-17.

[2]黃秉維，陳傳康，蔡運龍等.區(qū)域持續(xù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)—陸地系統(tǒng)科學[J].地理學報.1996，51（5）：445-452.

[3]黃秉維.中國綜合自然區(qū)劃綱要[M].地理集刊.1989，21

作者簡介

王茜（1997.08-），性別：女，民族：漢族，籍貫：山東省青島市，當前職務：學生，學歷：本科，研究方向：環(huán)境科學。

（作者單位：中央民族大學生命與環(huán)境科學學院2015級環(huán)境科學專業(yè)）