黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量季節(jié)性變化特征

伍名群

(黔東南苗族侗族自治州 環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，貴州 凱里 556000)

0 引言

隨著城市化與工業(yè)化加快推進(jìn)，城市人口不斷增多，工業(yè)集中度越來(lái)越高，大量石化燃料消費(fèi)增多，加劇了城市大氣污染的程度[1]。城市環(huán)境空氣污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，影響居民生活質(zhì)量，危害身體健康[2-3]。造成城市空氣污染的原因很多，既有自然因素，也有人為因素。城市空氣污染主要來(lái)自汽車尾氣污染、工業(yè)排放污染等[4]。羅意然等[5]對(duì)2014—2017年云南省典型城市空氣污染特征分析發(fā)現(xiàn)，城市空氣6大污染物中，PM10和SO2在冬季有明顯的空間集聚現(xiàn)象；張昆峰[6]對(duì)廣州郊區(qū)環(huán)境空氣中PM2.5和PM10的污染狀況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，PM2.5和PM10的污染濃度具有季節(jié)變化特征，冬季>秋季>春季>夏季，冬季最高，夏季最低；許燕婷等[7]對(duì)中國(guó)城市空氣質(zhì)量時(shí)空分布特征進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，2014—2016年中國(guó)城市 AQI 季節(jié)均值：冬季>春季>秋季>夏季，夏、秋兩季空氣質(zhì)量空間分異格局不顯著，春、冬兩季的空間分異格局顯著，呈北高南低、內(nèi)陸高沿海低的季節(jié)性空間分布格局；廖志恒等[8]分析了珠三角地區(qū)SO2、NO2、O3和 PM10濃度的月變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)各污染物濃度的月變化呈雙峰型變化。學(xué)者們對(duì)全國(guó)尺度、省級(jí)尺度、城市及郊區(qū)等空氣污染物變化規(guī)律進(jìn)行深入廣泛的研究，為掌握污染物季節(jié)性變化特征，預(yù)防污染物影響空氣質(zhì)量具有重要意義。

2018年，貴州省88個(gè)縣(市、區(qū))AQI優(yōu)良天數(shù)比例平均為97.7%，同比上升了0.7個(gè)百分點(diǎn)，其中黔東南州16個(gè)縣(市)平均為98.9%[9]，同比上升2.1個(gè)百分點(diǎn)，在全省9個(gè)市(州)排名第2位。盡管黔東南州在城市空氣污染物治理方面取得較好成績(jī)，但城市大氣污染防治需要常抓不懈。從黔東南州城市環(huán)境空氣污染物濃度變化、污染物之間相關(guān)性以及城市環(huán)境空氣綜合指數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)分析，以期掌握黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量季節(jié)性變化特征，為做好大氣污染防治提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 黔東南州概況

黔東南苗族侗族自治州(簡(jiǎn)稱“黔東南州”)位于貴州省東南部，地理坐標(biāo)：107°17′20″～109°35′24″E，25°19′20″～27°31′40″N，東鄰湖南省懷化市，南接廣西壯族自治區(qū)柳州、河池市，西連黔南布依族苗族自治州，北抵遵義、銅仁市；土地總面積30 223 km2，轄1市15縣和10個(gè)省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。2018年末，總?cè)丝?81.19萬(wàn)人，有苗、侗、漢等33個(gè)民族，少數(shù)民族人口占黔東南州總?cè)丝诘?9.3%，其中苗族人口占42.2%，侗族人口占29.7%，是全國(guó)苗族侗族人口分布最集中的地區(qū)。黔東南州森林覆蓋率達(dá)62.78%，年平均氣溫14～19 ℃。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location map of study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

數(shù)據(jù)來(lái)源于“貴州省區(qū)域大氣環(huán)境數(shù)據(jù)管理應(yīng)用系統(tǒng)”，該系統(tǒng)每小時(shí)公布1次空氣污染狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入顆粒物(PM10)和細(xì)顆粒物(PM2.5)的小時(shí)平均值，公布的數(shù)據(jù)包括凱里市(凱里學(xué)院、市環(huán)境監(jiān)測(cè)站、州物資倉(cāng)庫(kù)、凱里二中4個(gè)點(diǎn))，黃平縣(黃平水廠)，施秉縣(縣政務(wù)中心樓頂)，三穗縣(三穗一中)，鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣(鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣氣象局)，岑鞏縣(岑鞏生態(tài)環(huán)境局)，天柱縣(天柱燕窩水廠)，錦屏縣(錦屏縣政府)，劍河縣(縣行政中心)，臺(tái)江縣(臺(tái)江城關(guān)一小)，黎平縣(黎平一中)，榕江縣(榕江縣縣醫(yī)院)，從江縣(從江縣林場(chǎng)大田)，雷山縣(雷山馬家屯)，麻江縣(麻江馬鞍山)，丹寨縣(丹寨職校新教學(xué)樓頂)等16個(gè)縣(市)城市空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。研究統(tǒng)計(jì)了2018年1月1日至2018年12月31日期間黔東南州16個(gè)縣(市)各站點(diǎn)每日所得的日均監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出該城市月平均監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

以2018年黔東南州16個(gè)縣(市)城市空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展開分析，分析指標(biāo)主要是空氣質(zhì)量指數(shù)(Air Quality Index，簡(jiǎn)稱“AQI”)中6項(xiàng)參數(shù)，分別為二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)。四季按照氣候統(tǒng)計(jì)法劃分：冬季為12月、1月、2月，春季為3月、4月、5月，夏季為6月、7月、8月，秋季為9月、10月、11月。各大氣污染物日濃度值是每日城市下所有站點(diǎn)監(jiān)測(cè)值的算術(shù)平均值，月均值(月平均濃度值)是各月內(nèi)每日濃度的算術(shù)平均值，年均值(年平均濃度值)是指1年內(nèi)每日濃度的算術(shù)平均值[10]。

數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析借助于Microsoft Excel 2007和SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件完成，其中相關(guān)性分析采用Pearson檢驗(yàn)法(雙側(cè)檢驗(yàn))。

2 結(jié)果與分析

2.1 黔東南州城市環(huán)境空氣污染物濃度變化分析

2.1.1 二氧化硫(SO2)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)SO2月均濃度,見表1。從表1可以看出，2018年,黔東南州城市SO2月均濃度在6～9 μg/m3之間，年均濃度在2～16 μg/m3，全州城市年均濃度為7 μg/m3，最大濃度出現(xiàn)在榕江縣10月(濃度為28 μg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣4月、5月、7月和10月以及臺(tái)江縣10月(濃度均為1 μg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中SO2年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(20 μg/m3)，其中，凱里市、施秉縣、錦屏縣、黎平縣、榕江縣城市環(huán)境空氣中SO2濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中SO2濃度年平均值。

從全年來(lái)看，凱里市、黃平縣、錦屏縣、黎平縣、榕江縣5個(gè)縣(市)SO2濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中，凱里市SO2濃度高值出現(xiàn)在9—12月，即，秋季和冬季SO2濃度偏高，12月SO2濃度最高值比最低值高出3倍還多；黃平縣SO2濃度高值出現(xiàn)在1—2月，即，冬季SO2濃度偏高，1—2月SO2濃度最高值比最低值高出8倍；錦屏縣SO2濃度高值出現(xiàn)在7—9月，夏季和秋季濃度偏高；黎平縣SO2濃度高值出現(xiàn)在7～9月，夏季和秋季濃度偏高；榕江縣SO2濃度高值出現(xiàn)在1月和9—11月，即,秋季和冬季SO2濃度偏高，10月SO2濃度最高值比最低值高出3倍還多，其余縣SO2濃度月變化幅度相對(duì)較小，季節(jié)性影響不大。

黔東南州部分縣(市)SO2濃度偏高，一方面可能與城市人口數(shù)量、產(chǎn)業(yè)類型等社會(huì)因素有關(guān)，另一方面也與地域面積、地理特征、氣候特性等自然因素有關(guān)[11]。此外，秋季和冬季溫度較低，不利于污染物的擴(kuò)散，以及秋季和冬季天氣較冷，城市居民用煤量偏大也可能是導(dǎo)致SO2濃度偏高的另一原因。凱里市屬中亞熱帶溫和濕潤(rùn)氣候區(qū)，秋季和冬季較干燥，不利于空氣污染物擴(kuò)散，加之城區(qū)人口密集、車流量較大以及周邊生產(chǎn)企業(yè)等人為活動(dòng)的影響，導(dǎo)致秋季和冬季出現(xiàn)SO2濃度異常偏高變化趨勢(shì)。黎平縣縣城建成區(qū)面積12 km2，城區(qū)面積較大，夏季和秋季隨著天氣的不斷升溫，夜市燒烤成為市民消費(fèi)熱點(diǎn)，燒烤的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生SO2污染，以及城市周邊生產(chǎn)企業(yè)的影響等人為活動(dòng)，導(dǎo)致夏季和秋季SO2濃度偏高。榕江縣屬亞熱帶中亞氣候區(qū)，受季節(jié)性的影響較為突出，加之縣城中心處于地勢(shì)低洼處，不利于空氣對(duì)流，影響空氣污染物擴(kuò)散，導(dǎo)致SO2濃度出現(xiàn)異常偏高變化趨勢(shì)。

2.1.2 二氧化氮(NO2)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)NO2月均濃度,見表2。從表2中可以看出，2018年，黔東南州城市NO2月均濃度在1～28 μg/m3之間，年均濃度在3～18 μg/m3，全州城市年均濃度9 μg/m3，最大濃度出現(xiàn)在麻江縣(濃度為28 μg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在從江縣(濃度為1 μg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中NO2年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40 μg/m3)，其中，凱里市、錦屏縣、臺(tái)江縣、榕江縣、雷山縣、麻江縣城市環(huán)境空氣中NO2濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中NO2濃度年平均值。

表1 黔東南州城市二氧化硫(SO2)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:μg/m3)Tab.1 Monthly average concentration of sulfur dioxide (SO2) in Qiandongnan(unit:μg/m3)

從全年來(lái)看，凱里市、岑鞏縣、天柱縣、錦屏縣、劍河縣、臺(tái)江縣、黎平縣、榕江縣、雷山縣、麻江縣10個(gè)縣(市)NO2濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中，凱里市、岑鞏縣、天柱縣、劍河縣、臺(tái)江縣、榕江縣6個(gè)縣(市)NO2濃度高值出現(xiàn)在1—5月，即，冬季和春季NO2濃度偏高，岑鞏縣在1月和3月NO2濃度最高值比最低值高出5倍，天柱縣在4月NO2濃度最高值比最低值高出2倍還多，劍河縣在1月NO2濃度最高值比最低值高出近3倍；錦屏縣、黎平縣、雷山縣3個(gè)縣NO2濃度高值出現(xiàn)在10—12月，即,秋季和冬季NO2濃度偏高；麻江縣NO2濃度高值出現(xiàn)在4—8月，即,春季和夏季NO2濃度偏高，其余縣NO2濃度月變化幅度相對(duì)較小，季節(jié)性影響不大。

黔東南州部分縣(市)NO2濃度偏高，可能與縣城人口數(shù)量、面積大小以及縣城地理特征、氣候特性等自然因素有關(guān)[11]。此外，也可能與城市產(chǎn)業(yè)類型以及機(jī)動(dòng)車、燃煤鍋爐等社會(huì)因素有關(guān)。凱里市冬季及冬春交季比較干燥，不利于空氣對(duì)流，加之城市人口密集、車流量較大以及周邊生產(chǎn)企業(yè)等人為活動(dòng)影響，導(dǎo)致NO2濃度出現(xiàn)異常偏高現(xiàn)象。臺(tái)江縣城所在地屬于山谷地貌，受季節(jié)性影響較大，冬季較干燥，空氣對(duì)流條件較差，不利于空氣污染物擴(kuò)散，加之機(jī)動(dòng)車及周邊生產(chǎn)企業(yè)等人為活動(dòng)影響，導(dǎo)致NO2濃度出現(xiàn)異常偏高現(xiàn)象。榕江縣縣城所在地地勢(shì)低洼，受地型影響，加之冬季和春季較為干燥，城市機(jī)動(dòng)車、夜市燒烤、生活用煤及周邊燃煤鍋爐等排放污染物不利于擴(kuò)散，也是導(dǎo)致NO2濃度出現(xiàn)異常偏高的原因。麻江縣縣城離碧波工業(yè)園較近，重污染天氣的出現(xiàn)，可能與污染物疊加有密切關(guān)系。

2.1.3 一氧化碳(CO)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)CO月均濃度,見表3。從表3中可以看出，2018年，黔東南州城市CO月均濃度在0.2～1.4 mg/m3之間，年均濃度在0.3～1.0 mg/m3，全州城市年均濃度為0.7 mg/m3，最大濃度出現(xiàn)在臺(tái)江縣12月(濃度為1.4 mg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在劍河縣4月、5月、10月和鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣10月(濃度為0.2 mg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中CO年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(參照該標(biāo)準(zhǔn)中24小時(shí)平均濃度4 mg/m3)，其中，臺(tái)江縣、榕江縣城市環(huán)境空氣中CO濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中CO濃度年平均值。從全年來(lái)看，黔東南州城市環(huán)境空氣中CO濃度季節(jié)性變化不明顯，季節(jié)性影響較小。

通常情況下，城市空氣中的CO主要與汽車、工業(yè)爐窯、居民爐灶排放有關(guān)[12]。凱里市城區(qū)人口密集、機(jī)動(dòng)車數(shù)量較大、居民用煤的相對(duì)較多，是導(dǎo)致CO濃度偏高的主要原因。臺(tái)江縣城市受地形影響，以及冬季天氣干燥，不利于空氣污染物擴(kuò)散，城區(qū)機(jī)動(dòng)車、居民用煤等人為因素的影響，出現(xiàn)冬季CO濃度偏高變化趨勢(shì)。榕江縣城市受地形影響，以及秋季和冬季天氣干燥，不利于空氣污染物擴(kuò)散，城區(qū)機(jī)動(dòng)車、居民用煤及周圍工業(yè)爐窯等人員因素的影響，出現(xiàn)秋季和冬季CO濃度偏高變化趨勢(shì)。

表2 黔東南州城市二氧化氮(NO2)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:μg/m3)Tab.2 Monthly average concentration of nitrogen dioxide(NO2) in Qiandongnan(unit:μg/m3)

表3 黔東南州城市一氧化碳(CO)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:mg/m3)Tab.3 Monthly average concentration of carbon monoxide (CO) in Qiandongnan(unit:mg/m3)

2.1.4 臭氧(O3)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)O3月均濃度,見表4。從表4中可以看出，2018年，黔東南州城市O3月均濃度在21～108 μg/m3之間，年均濃度在39～68 μg/m3，全州城市年均濃度為58 μg/m3，最大濃度出現(xiàn)在岑鞏縣的2月(濃度為108 μg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在天柱縣的12月(濃度為21 μg/m3)。全州城市環(huán)境空氣中O3年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(參照該標(biāo)準(zhǔn)中日最大8小時(shí)平均濃度100 mg/m3)，其中，凱里市、黃平縣、岑鞏縣、臺(tái)江縣、黎平縣雷山縣、麻江縣7縣(市)城市環(huán)境空氣中O3濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中O3濃度年平均值。從全年來(lái)看，黔東南州城市環(huán)境空氣中O3濃度季節(jié)性變化幅度較明顯，其中，凱里市、施秉縣、岑鞏縣、黎平縣、錦屏縣5個(gè)縣(市)O3濃度高值出現(xiàn)在2—5月，即，冬季和春季O3濃度偏高；黃平縣、三穗縣、鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣、天柱縣、劍河縣、臺(tái)江縣、榕江縣、從江縣、雷山縣9個(gè)縣O3濃度高值出現(xiàn)在3—5月，即，春季O3濃度偏高；麻江縣、丹寨縣2個(gè)縣O3濃度高值出現(xiàn)在8—10月，即，夏季和秋季O3濃度偏高。

黔東南州城市O3濃度偏高，一方面可能與當(dāng)?shù)氐募竟?jié)性氣候變化存在很大的關(guān)系，另一方面也可能與人類生產(chǎn)生活活動(dòng)有關(guān)[13]。通常情況下，紫外線利于O3的產(chǎn)生，黃平縣、岑鞏縣出現(xiàn)個(gè)別月份O3濃度偏高，可能與極端天氣有直接關(guān)聯(lián)。

表4 黔東南州城市臭氧(O3)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:μg/m3)Tab.4 Statistics of monthly average concentration of ozone (O3) in Qiandongnan (unit:μg/m3)

2.1.5 可吸入顆粒物(PM10)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)PM10月均濃度,見表5。從表5中可以看出，2018年，黔東南州城市PM10月均濃度在18～84 μg/m3之間，年均濃度在28～46 μg/m3，全州城市年均濃度37 μg/m3，最大濃度出現(xiàn)在岑鞏縣2月(濃度為84 μg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在雷山縣7月和鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣6月、7月(濃度為18 μg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中PM10年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40μg/m3)，其中，凱里市、黃平縣、施秉縣、岑鞏縣、天柱縣、劍河縣、臺(tái)江縣、黎平縣8個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中PM10濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中PM10濃度年平均值。從全年來(lái)看，黔東南州城市環(huán)境空氣中PM10濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中冬季和春季偏高，夏季和秋季濃度偏低，整體趨于平穩(wěn)變化，季節(jié)性影響較為明顯。

導(dǎo)致黔東南州城市PM10濃度在冬季、春季出現(xiàn)偏高，一方面可能與城市發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的建筑施工揚(yáng)塵和道路揚(yáng)塵有直接關(guān)系；另一方面可能與冬季城市燃煤量增加，而大氣層較穩(wěn)定，易出現(xiàn)輻射逆溫現(xiàn)象，以及氣象條件不利于污染物的擴(kuò)散，導(dǎo)致PM10濃度增大[5,14-15]。此外，黔東南州屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨熱同季的特點(diǎn)，降水對(duì)大氣環(huán)境有較好的清洗作用，有效降低了顆粒物濃度值，出現(xiàn)春季和夏季PM10濃度偏低的變化趨勢(shì)。凱里市、黃平縣、施秉縣等城市集中出現(xiàn)在2月PM10濃度整體上偏高，通過(guò)調(diào)查了解，一方面與建筑施工揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車尾氣和道路交通揚(yáng)塵有關(guān)；另一方面2月正當(dāng)春節(jié)，家家戶戶燃放煙花炮竹時(shí)會(huì)釋放出大量的顆粒物。

表5 黔東南州城市可吸入顆粒物(PM10)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:μg/m3)Tab.5 Monthly average concentration of particulate matter(PM10) in Qiandongnan (unit:μg/m3)

2.1.6 細(xì)顆粒物(PM2.5)

統(tǒng)計(jì)黔東南州16個(gè)縣(市)PM2.5月均濃度,見表6。從表6中可以看出，2018年黔東南州城市PM2.5月均濃度在7～57 μg/m3之間，年均濃度在16～30 μg/m3，全州城市年均濃度22 μg/m3，最大濃度出現(xiàn)在岑鞏縣2月(濃度為57 μg/m3)，最小濃度出現(xiàn)在施秉縣7月(濃度為7 μg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中PM2.5年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(35 μg/m3)，全州城市環(huán)境空氣中PM2.5年平均濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40 μg/m3)，其中，凱里市、黃平縣、三穗縣、岑鞏縣、天柱縣、劍河縣、臺(tái)江縣、黎平縣、榕江縣9個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中PM2.5濃度年均值大于全州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中PM2.5濃度年平均值。從全年來(lái)看，黔東南州城市環(huán)境空氣中PM2.5濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中冬季和春季偏高，夏季和秋季濃度偏低；整體趨于平穩(wěn)變化，季節(jié)性影響較為明顯。

表6 黔東南州城市細(xì)顆粒物(PM2.5)月均濃度統(tǒng)計(jì)(單位:μg/m3)Tab.6 Monthly average concentration statistics of urban particulate matter(PM2.5) in Qiandongnan(unit:μg/m3)

通常情況下，PM2.5污染來(lái)源與PM10基本相同。根據(jù)貴州省生態(tài)環(huán)境廳網(wǎng)公布的2018年貴州省9個(gè)中心城市第一季度源解析結(jié)果顯示，全省9個(gè)中心城市細(xì)顆粒物(PM2.5)污染來(lái)源主要為建筑水泥塵、道路揚(yáng)塵，分別占22.2%和18.8%。其次為機(jī)動(dòng)車尾氣塵和工業(yè)粉塵，分別占16.9%和16.5%。可見，城市空氣中PM2.5主要來(lái)源于建筑施工揚(yáng)塵、道路交通揚(yáng)塵和機(jī)動(dòng)車尾氣等污染。

2.2 黔東南州城市污染指標(biāo)相關(guān)性分析

為檢驗(yàn)兩個(gè)連續(xù)變量之間是否呈線性相關(guān)，進(jìn)一步掌握各污染物之間的變化規(guī)律，選取Pearson相關(guān)系數(shù)衡量不同大氣污染物濃度之間的線性相關(guān)性。以2018年1—12月每月所監(jiān)測(cè)的各污染物濃度平均值為基準(zhǔn)，采用SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果見表7。

表7 黔東南州城市環(huán)境空氣污染物月均值濃度Pearson相關(guān)性分析Tab.7 Pearson correlation analysis of mean concentration of air pollutants in Qiandongnan

注：* 在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；** 在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

從表7可知，任意兩組污染物之間，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的是PM2.5和PM10，在0.01的置信水平下其Pearson相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.962，具有極強(qiáng)的正相關(guān)性。根據(jù)定義，PM2.5是PM10的一部分，然而PM2.5占PM10的比例不是一成不變的，PM2.5會(huì)隨氣候條件、排放源等因素的變化而變化。PM2.5濃度與SO2、NO2、CO的濃度在0.05的置信水平下都表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.618、0.654、0.701。PM10濃度與NO2的濃度在0.05的置信水平下都表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，Pearson相關(guān)系數(shù)為0.603。NO2濃度與CO濃度在0.01的置信水平下表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，Pearson相關(guān)系數(shù)為0.733。通常情況下，大氣中SO2主要來(lái)源于含硫煤炭的燃燒，氮氧化物主要來(lái)源于機(jī)動(dòng)車等流動(dòng)燃燒源的排放，CO主要來(lái)源于燃料的不完全燃燒。這些氣態(tài)污染物排放過(guò)程中，往往伴隨著其他氣態(tài)污染物以及顆粒物的排放。因此，氣態(tài)污染物之間以及氣態(tài)污染物與PM2.5和PM10之間均表現(xiàn)出正相關(guān)性。

值得關(guān)注的是在0.01的置信水平下，O3與SO2、NO2、CO表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)性。O3的氧化性可以導(dǎo)致大氣中的SO2、NO2、VOCs被氧化并逐漸凝結(jié)成顆粒物，從而增加了PM2.5的濃度[5]。O3屬于二次污染物，具有很強(qiáng)的氧化能力，屬于光化學(xué)煙霧的代表性污染物。當(dāng)大氣中PM2.5濃度升高，形成氣溶膠時(shí)，可能減弱紫外線輻射，從而減少了O3的形成。因此，PM2.5和PM10濃度均與O3濃度相關(guān)較小[16]。另外，CO、NO2是低空O3形成過(guò)程中的前體物，O3的形成需要消耗這些前體物。同時(shí)，具有強(qiáng)氧化性的O3可以將SO2氧化，降低大氣中SO2濃度[17]。

2.3 黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)分析

空氣質(zhì)量指數(shù)是描述城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合狀況的無(wú)量綱指數(shù)，它綜合考慮了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等6項(xiàng)污染物的污染程度，空氣質(zhì)量指數(shù)數(shù)值越大表明綜合污染程度越重。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，黔東南州19個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)年均環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)在1.72～3.34之間，平均綜合指數(shù)為2.37。

圖2 黔東南州城市月環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.2 Trend of monthly ambient air quality composite index of Qiandongnan

從圖2可以看出，黔東南州19個(gè)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)，全年月變化趨勢(shì)基本相同，最大出現(xiàn)在2月，最小出現(xiàn)在7月。從季節(jié)性上看，從高到低依次為冬季、春季、秋季、夏季，反之，可以看出黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量從好到差依次為夏季、秋季、春季、冬季。另外，從黔東南州19個(gè)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)全年月變化趨勢(shì)來(lái)看，與PM10和PM2.5全年月變化趨勢(shì)基本相同，初步可以確定PM10和PM2.5是黔東南州城市環(huán)境空氣污染物主要影響因子，PM10和PM2.5濃度的高低直接影響黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)的變化。空氣顆粒物的來(lái)源有自然源和人為源兩種，在城市中主要以人為源為主，在北京人為造成的PM2.5占總排放量的60%～80%[18]，主要來(lái)源于燃煤排放和機(jī)動(dòng)車排放[19-20]。近年來(lái)，黔東南州積極推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，認(rèn)真落實(shí)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法的通知》的要求，加大了運(yùn)用新法打擊環(huán)境違法行為的力度，扎實(shí)開展專項(xiàng)攻堅(jiān)行動(dòng)，強(qiáng)力推進(jìn)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)各項(xiàng)任務(wù)落實(shí)。盡管在大氣污染防治方面取得了一定的成績(jī)，但建筑施工和道路揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車尾氣等污染依然存在，城市大氣污染治理是當(dāng)前黔東南州城市環(huán)境空氣中急需解決的問(wèn)題。

3 結(jié)論

對(duì)黔東南州16個(gè)縣(市)城市環(huán)境空氣中污染物濃度變化規(guī)律、污染物之間相關(guān)性以及環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

1)黔東南州城市環(huán)境空氣中SO2濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中，凱里市、黃平縣、錦屏縣、黎平縣、榕江縣5個(gè)縣(市)SO2濃度高值出現(xiàn)在秋季和冬季；NO2濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中，凱里市、岑鞏縣、天柱縣、錦屏縣、劍河縣、臺(tái)江縣、黎平縣、榕江縣、雷山縣、麻江縣10個(gè)縣(市)NO2濃度高值出現(xiàn)在冬季和春季；CO濃度季節(jié)性變化不明顯，季節(jié)性影響較小；O3濃度季節(jié)性變化較為明顯，其中，凱里市、施秉縣、岑鞏縣、黎平縣、錦屏縣5個(gè)縣(市)O3濃度高值出現(xiàn)在冬季和春季；黃平縣、三穗縣、鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣、天柱縣、劍河縣、臺(tái)江縣、榕江縣、從江縣、雷山縣9個(gè)縣O3濃度高值出現(xiàn)在春季；麻江縣、丹寨縣2個(gè)縣O3濃度高值出現(xiàn)在夏季和秋季；PM10和PM2.5濃度季節(jié)性變化較為明顯，冬季和春季濃度較高，夏季和秋季濃度較低。

2)在0.01的置信水平下，PM10和PM2.5的Pearson相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.962，具有極強(qiáng)的正相關(guān)，初步判斷PM10和PM2.5是影響黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量季節(jié)性變化的主要污染物。

3)從全年空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)來(lái)看，黔東南州城市環(huán)境空氣質(zhì)量從好到差依次為夏季、秋季、春季、冬季，顆粒物濃度的高低直接影響城市空氣質(zhì)量綜合指數(shù)的變化。