西昌市城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量特征研究（淺析）

蘇永潔 潘亞群

摘 要：根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析西昌市城區(qū)近幾年空氣質(zhì)量總體概況及SO2、PM2.5和PM10等大氣污染物的濃度變化特征，并對主要大氣污染物與氣象參數(shù)間的關(guān)系進(jìn)行討論。結(jié)果表明：研究時(shí)段內(nèi)主要大氣污染物年均濃度均滿足《GB3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn)要求；大氣污染物 NO2與PM10和PM2.5呈顯著性相關(guān)，氣象參數(shù)與大氣污染物呈明顯相關(guān)性，其中風(fēng)速與SO2、NO2、PM10和PM2.5呈極顯著的負(fù)相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：西昌；大氣污染物；氣象參數(shù)；相關(guān)分析

1.數(shù)據(jù)說明

1.1監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備方法及監(jiān)測點(diǎn)位分布

西昌市5個(gè)環(huán)境空氣自動監(jiān)測點(diǎn)均使用賽默飛世爾科技公司生產(chǎn)的空氣自動監(jiān)測儀器。其污染物自動分析儀的基本原理為：SO2分析儀分析方法為紫外熒光法；NO2分析儀是利用O3和NO的氣相反應(yīng)所發(fā)出光強(qiáng)大小，來測量大氣中NO的濃度，稱為化學(xué)發(fā)光法；CO分析方法為相關(guān)紅外法，利用對波長為4.6nm的紅外輻射有吸收的特性而設(shè)計(jì)的；O3分析方法為紫外光譜吸收法，該方法的測定原理是基于臭氧分子內(nèi)部電子的共振對波長為254nm紫外光的吸收。PM10、PM2.5分析儀方法為β射線法。

西昌市大氣環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)分別為青龍寺（對照點(diǎn)，102.3431，27.8099）、邛海賓館（102.2721，27.8415）、涼山州政府（102.2625，27.8980）、西昌市政府（102.2685，27.8851）和長安（102.2370，27.8914）。監(jiān)測采樣時(shí)間、監(jiān)測頻次、分析方法嚴(yán)格按照《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，對SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5采用24小時(shí)自動采樣。

1.2 監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)四川省空氣質(zhì)量功能區(qū)劃，西昌市環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)為二類區(qū)，執(zhí)行國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級標(biāo)準(zhǔn)[3] 。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用自動連續(xù)監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測逐時(shí)數(shù)據(jù)，異常數(shù)據(jù)的取舍按照HJ630的規(guī)定。數(shù)據(jù)均采用SPSS20.0軟件分析，因子間相關(guān)采用Pearson相關(guān)性分析，多重回歸分析，p<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果分析

2.1 空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果及分析

2.1.1 五年內(nèi)西昌市環(huán)境空氣質(zhì)量總體概況

2012-2016年，西昌市環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率為99.3%，范圍在98.3%～100%之間。其中：NO2年平均值濃度范圍為23-29μg/m3，五年的年均值均達(dá)到國家環(huán)境空氣質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)；SO2年平均值濃度范圍為27-43μg/m3，五年的年均值均達(dá)到國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)；PM10年平均值濃度范圍為41-54μg/m3，五年的年均值均達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)；PM2.5年平均值濃度為范圍26-27μg/m3，二年的年均值均達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)；CO年平均濃度值為1.5 mg/m3；臭氧年平均濃度值為131-139μg/m3。在曹攀，羅彬等研究四川省城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況結(jié)果中，西昌市為四川省僅有5個(gè)城市年平均值濃度達(dá)標(biāo)之一的城市[4] 。

2.1.2 2016年西昌市主要大氣污染物的月變化

2016年，西昌市SO2年均濃度為30μg/m3，日均濃度范圍為8～121μg/m3，秋季濃度值最高37μg/m3，春季最低24μg/m3；PM10、PM2.5年均濃度分別為41μg/m3、26μg/m3，日均濃度范圍分別為12～112μg/m3、7～86μg/m3，兩者呈現(xiàn)相似的變化特征，冬季較高，夏季、初秋較低，主要與冬季秸稈禁燒、取暖及春節(jié)煙花爆竹有關(guān)；NO2年均濃度為22μg/m3，日均濃度范圍為8～51μg/m3，冬季稍高，夏季、初秋稍低，其中6月最低，季節(jié)變化不明顯；CO年均濃度為1.5mg/m3，日均濃度范圍為0.6～2.2mg/m3，春季2月最高；O3年均濃度為131μg/m3，日均濃度范圍為19～170μg/m3，春夏季、初秋較為嚴(yán)重，5月便出現(xiàn)輕度污染狀況，7月、9月臭氧濃度有所下降原因?yàn)楫?dāng)月有半月以上降雨，日照不強(qiáng)烈，臭氧濃度相對較低。

2.2 氣象參數(shù)與大氣污染物多元統(tǒng)計(jì)分析

SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5是表征環(huán)境空氣質(zhì)量污染程度的重要指標(biāo)，氣象參數(shù)也會對大氣環(huán)境質(zhì)量造成不同程度的影響。2016年西昌市市政府環(huán)境空氣自動監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測到的SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5、氣溫、氣壓、風(fēng)向、濕度和風(fēng)速11個(gè)參數(shù)進(jìn)行SPSS20.0 Pearson相關(guān)性分析。

結(jié)果表明：PM10與 PM2.5二者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.963，呈顯著性正相關(guān)，分別與氣溫和風(fēng)速在 0.01的置信水平（雙側(cè)）上顯著負(fù)相關(guān)，其結(jié)果與董婭瑋[5] 等對西安市的研究結(jié)果一致；且與除臭氧外的SO2、NO2和CO三個(gè)大氣污染物因子呈顯著正相關(guān)，導(dǎo)致該相關(guān)性的原因主要是SO2、NO2和CO是形成PM10 與 PM2.5的重要來源和前體物質(zhì)，其結(jié)果與陳丹青[6] 等對粵東三市的研究結(jié)果一致。O3與溫度和風(fēng)速呈顯著正相關(guān)，與氣壓和濕度呈顯著性負(fù)相關(guān)，并且與SO2和NO2這兩個(gè)大氣污染物因子呈顯著正相關(guān)，導(dǎo)致該相關(guān)性的原因主要是在光化學(xué)作用下，NO2和NO作為O3的前體物，經(jīng)過NO2和NO消耗和轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)了O3 生成[7] 。氣溫與NO2、CO、PM10和PM2.5呈極顯著的負(fù)相關(guān)性，表明氣溫越低這4種大氣污染物濃度越高，主要與秸稈焚燒、取暖及煙花爆竹、氣溫和污染物的負(fù)相關(guān)關(guān)系，以及冬季容易造成逆溫層生成而不利于擴(kuò)散。風(fēng)速對SO2、NO2、PM10和PM2.5呈極顯著的負(fù)相關(guān)性，表明風(fēng)速越大越利于這4種大氣污染物擴(kuò)散，結(jié)果與王愛雯[8] 等對秀山縣城區(qū)的研究結(jié)果一致。

3.結(jié)論

研究期間，西昌市城區(qū)主要大氣污染物 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO和O3 年均濃度值均滿足《GB3095-2012 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn)要求。隨月份變化，PM10、PM2.5、SO2和NO2先降低再升高的趨勢，秋季SO2濃度值最高，CO春季較高，O3在春夏、初秋季節(jié)濃度較高[9] 。環(huán)境問題是典型的多因素、多元、非線性相互關(guān)系問題，利用西昌市環(huán)境空氣自動監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測到的11個(gè)參數(shù)，使用大數(shù)據(jù)解析技術(shù)，分析氣象參數(shù)對大氣環(huán)境質(zhì)量造成的影響[10] 。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，O3與溫度和風(fēng)速呈顯著性正相關(guān)，與NO2、濕度和風(fēng)向呈顯著性負(fù)相關(guān)。PM10與 PM2.5相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.963，呈顯著性相關(guān)，且與除臭氧外的SO2、NO2和CO三個(gè)大氣污染物因子呈現(xiàn)嚴(yán)重的正相關(guān)。風(fēng)速與溫度、濕度呈較強(qiáng)的相關(guān)性，表明對大氣污染影響較大。

參考文獻(xiàn)：（Reference）

[1] 環(huán)境保護(hù)部，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）[S].中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[2] 曹攀，羅彬.四川省城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況分析[J].四川環(huán)境，2017，36（1）：72-76.

[3] 董婭瑋，杜新黎，李揚(yáng)揚(yáng)，等.西安市區(qū)大氣中PM2.5和PM10質(zhì)量濃度污染特征[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2015，31（5）：45-49.

[4] 陳丹青，師建中.粵東三市PM2.5和PM10質(zhì)量濃度分布特征[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，51（4）：73-78.

[5] 王占山，張大偉.北京市夏季不同O3和PM2.5污染狀況研究[J].環(huán)境科學(xué)，2016，37（3）：807-815.

[6] 王愛雯，申婭，楊建波，等.秀山縣城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量特征研究[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2017，36（4）：54-57.

[7] 敏玉蘭，王健平，竇瑞平.2011-2015年合作市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢淺析[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2017，30（01）：29-31.

[8] 李蔚，胡昊，徐富春，等.大數(shù)據(jù)解析技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2015，31（3）：118-122

（作者單位：涼山州環(huán)境監(jiān)測中心站）