廣安市城區(qū)首要污染物規(guī)律分析探討

摘要：本文利用2015～2019年廣安市主城區(qū)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，初步分析了首要污染物的年際和月際變化規(guī)律，對(duì)超標(biāo)日首要污染物年際變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：廣安市主城區(qū)的首要污染物主要為O3和PM2.5為主，其次為PM10，其中冬季（12月～2月）以PM2.5為主，4月～9月以O(shè)3為主。本文研究結(jié)果對(duì)廣安市主城區(qū)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)和污染防治有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：首要污染物;PM2.5;O3

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）09-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.014

Analysis and discussion on the rule of primary pollutants in Guang，an urban area

Fu Lingling

（Sichuan Guang'an Ecological Environment Monitoring Center Station，Guang'an Sichuan 638000，China）

Abstract：Based on the automatic monitoring data of air monitoring stations in Guang，an urban area from 2015 to 2019，the paper analyzed the annual and monthly changes of the law of primary pollutants.Annual changes of primary pollutants in exceeding day were analyzed.The results showed that，the chief pollutants affecting in Guang，an urban area were mainly O3and PM2.5，followed by PM10，in which the main pollutants were mainly PM2.5 in winter from December to February，and the dominant pollutants were mainly O3 from April to September.The results of this paper arecertainguidancefor air quality prediction and pollution control in Guang，an urban area.

Key words：Primary pollutants;PM2.5;O3

廣安位于四川省東部，地處盆地東部山區(qū)邊緣，是三峽庫(kù)區(qū)發(fā)展的接力帶，處于川渝結(jié)合部;屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣象條件差，風(fēng)速小，靜風(fēng)頻率高;年平均氣溫16℃，最冷月（1月）平均氣溫3℃，最熱月（7月）平均氣溫33℃。近年來(lái)，PM2.5作為廣安市城區(qū)空氣的主要超標(biāo)首要污染物，越來(lái)越引起公眾的重視。但是隨著夏季O3污染占比增加，廣安市大氣污染防治的趨勢(shì)，從治霾轉(zhuǎn)向PM2.5和O3協(xié)同控制。

1 前言

本文收集整理了2015～2019年空氣污染物濃度及日平均 AQI 指數(shù)等資料來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。空氣質(zhì)量資料來(lái)源于廣安市主城區(qū)所有4個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的每天連續(xù)24h自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值，其監(jiān)測(cè)資料對(duì)廣安市主城區(qū)具有一定的代表性。按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）及其修改單、《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ633-2012）和《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ663-2013）評(píng)價(jià)6項(xiàng)污染物[1-3]。

2 廣安市主城區(qū)首要污染物變化規(guī)律

2.1 首要污染物年變化

2015～2019年廣安市主城區(qū)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)共有效監(jiān)測(cè)1826天，圖1為首要污染物統(tǒng)計(jì)圖，表1為年均濃度統(tǒng)計(jì)表。從圖1中可以看出，廣安市主城區(qū)首要污染物只有3種：PM2.5、PM10和O3。2015～2019年O3作為首要污染物的占比平均為38%，在35%～42%波動(dòng)，RSD為9%，最穩(wěn)定，是廣安市主城區(qū)第一首要污染物;PM2.5占比平均為36%，在20%～43%波動(dòng)，RSD為26，是第二首要污染物;PM10占比平均為26%，在16%～43%波動(dòng)，RSD為40%。2015年O3為第一首要污染物，2017年P(guān)M10為第一首要污染物，其他年份均以PM2.5為第一首要污染物。

研究表明廣安市主城區(qū)PM10主要來(lái)源于顆粒物的一次性排放[4];PM2.5來(lái)源復(fù)雜，既有工業(yè)污染源、建筑工地、道路揚(yáng)塵、農(nóng)業(yè)污染源等粉塵的一次性排放，又有空氣中的二氧化硫、氮氧化物、氨和揮發(fā)性有機(jī)物等氣態(tài)前體物在大氣中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)二次生成[4]。2015年實(shí)施《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）起，PM10和PM2.5年均濃度均逐漸降低。與國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)比較，PM10在2018年首次達(dá)標(biāo);PM2.5在2019年首次達(dá)標(biāo)。2016年冬季廣州禾信儀器股份有限公司對(duì)廣安市大氣PM2.5進(jìn)行了在線源解析，從化學(xué)成分上看，監(jiān)測(cè)期間廣安市顆粒物主要成分為元素碳（39.7%）與富鉀顆粒（35.4%），其次為有機(jī)碳（7.8%）和左旋葡聚糖（7.7%），礦物質(zhì)元素、混合碳、高分子有機(jī)碳和重金屬顆粒等占比均低于5%。表明受煤炭燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、垃圾焚燒、秸稈和落葉等生物質(zhì)燃燒等一次排放及二次轉(zhuǎn)化影響較為嚴(yán)重;污染天氣期間，由于氣象條件不利于大氣顆粒物擴(kuò)散，機(jī)動(dòng)車尾氣及燃煤顆粒物排放累積，與二次無(wú)機(jī)顆粒物基本保持相對(duì)穩(wěn)定的高水平，三者成為主要的污染源。PM10主要來(lái)源于顆粒物的一次性排放，治理措施相對(duì)容易;但PM2.5來(lái)源廣泛，治理難度大。

從2015開(kāi)展監(jiān)測(cè)以來(lái)，O3濃度逐年下降，下降趨勢(shì)有波動(dòng)，最低濃度為132μg/m3（2018年），2019年有所回升，同比增長(zhǎng)3.2%。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)臭氧是典型的二次污染物，前體物主要是氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCS來(lái)自機(jī)動(dòng)車、石化工業(yè)排放和有機(jī)溶劑的揮發(fā)等）[5]。四川省臭氧濃度逐年上升，越來(lái)越引起人們關(guān)注[6-7]。

2.2 首要污染物月變化

圖2為2015～2019年廣安市首要污染物占比月統(tǒng)計(jì)圖，可以看出首要污染物月變化規(guī)律，1～2月和12月首要污染物以PM2.5為主，其次PM10;3和10～11月以PM10為主、其次PM2.5;4～9月以O(shè)3為主，其次PM10。PM2. 5在 1～7月呈下降趨勢(shì)，8～12月呈上升趨勢(shì)，全年呈“U”字，冬季占比最多（79%），其次是秋季（28%）和春季（19%），夏季最低;PM10逐月變化特征并不顯著，各月均有出現(xiàn)，秋季占比最多（47%），其次是春季（35%）和冬季（21%），夏季最低;O3逐月分布呈現(xiàn)出先上升在下降的倒“U”字形，其中在夏季占比最多（90%），其次是春季（46%）和秋季（24%），冬季沒(méi)有出現(xiàn)。

2015～2019年，廣安市主城區(qū)主要污染物月濃度變化如圖3，PM10和PM2.5呈冬季高、夏季低的“U”字形;O3逐月變化似“倒U”字形，即7、8月濃度極高。1月開(kāi)始，光照強(qiáng)度慢慢增強(qiáng)，氣溫慢慢回升，O3濃度呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)，其他污染物濃度逐漸降低，首要污染物以PM2.5為主。4月隨著降雨量的增加和光照強(qiáng)度增強(qiáng)，O3濃度升高，易成為首要污染物;其他污染物濃度保持較低水平。6月進(jìn)入夏季，光照強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，風(fēng)速相應(yīng)較大，污染物擴(kuò)散能力極好，大氣中臭氧濃度明顯升高，7～8月廣安市光照強(qiáng)度最強(qiáng)，首要污染物仍以O(shè)3為主，且易發(fā)生O3污染。9月光照強(qiáng)度減弱，O3濃度顯著下降。10月氣溫降低伴隨降雨減少，各項(xiàng)污染物濃度逐漸上升，顆粒物易成為首要污染物。12月進(jìn)入冬季，大氣邊界層極低，受華鎣山脈阻擋，風(fēng)速較小，城區(qū)呈現(xiàn)靜風(fēng)比例較大，空氣相對(duì)濕度較大，污染物擴(kuò)散條件極差，PM2.5最容易富集，濃度居高不下，易形成長(zhǎng)時(shí)間的PM2.5污染，成為廣安市主城區(qū)空氣質(zhì)量改善的難點(diǎn)所在[8-9]。

PM10最高濃度為129.4μg/m3（1月），最低濃度為46.4μg/m3（7月）。PM2.5最高濃度為82.2μg/m3（1月），最低濃度為22μg/m3（7月）;2015～2019年P(guān)M2.5最高濃度分別為205、241、154、162、133μg/m3，都出現(xiàn)在冬季（12月和1～2月）。O3總平均濃度為144μg/m3，最高濃度為172μg/m3（7月和8月），最低濃度為59μg/m3（12月）。2015～2019年O3 最高濃度分別為230、213、185、180、221μg/m3，都出現(xiàn)在夏季（6～8月）。4～8月O3月均值高于年均值，在高溫、強(qiáng)太陽(yáng)輻射等光化學(xué)反應(yīng)的有利氣象條件，NOX和VOCs發(fā)生一系列光化學(xué)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，提高大氣的氧化性，引起地表O3濃度的增加，又加速二次細(xì)顆粒物的生成[10]，這也是夏天更容易臭氧超標(biāo)的原因。

廣安市主城區(qū)污染物月均濃度表現(xiàn)出的特征與首要污染物占比月變化是一致的。

2.3 超標(biāo)日首要污染物時(shí)間演變特征

圖4為廣安市城區(qū)2015-2019年超標(biāo)日中首污占比統(tǒng)計(jì)圖，超標(biāo)日中首要污染物PM2.5占據(jù)第一，其次是O3、PM10。2015～2019年P(guān)M2.5污染的占比平均為 69%，在58%～83%波動(dòng)，RSD為16%，最穩(wěn)定;O3污染占比平均為29%，在12%～39%波動(dòng)，RSD為40%;PM10污染占比平均為3%，在0～5%波動(dòng)。四川省的大氣污染主要表現(xiàn)為一次污染和二次污染的相互影響，進(jìn)而出現(xiàn)以高濃度臭氧為代表的光化學(xué)污染事件和以高濃度顆粒物為代表的大氣灰霾過(guò)程的持續(xù)污染特征[11]，和廣安情況一致，PM2.5污染和O3污染正是制約廣安市空氣質(zhì)量改善的主要因素。超標(biāo)日中PM2.5占比逐年上升，2018年開(kāi)始下降，2019年下降20%;PM10占比不高;然而O3占比發(fā)展趨勢(shì)與PM2.5相反，2015～2017年占比不斷下降，2018年開(kāi)始上升，2019年上升17%;PM2.5污染的占比被O3污染取代。近年來(lái)，全國(guó)PM2.5污染的超標(biāo)日逐年減少;而O3污染的超標(biāo)日逐年增加，O3污染的占比提升，大氣污染防治的趨勢(shì)，從治霾轉(zhuǎn)向PM2.5和O3協(xié)同控制[12-13]。

3 控制其前體物排放，重點(diǎn)攻克PM2.5和O3

根據(jù)廣安市空氣首要污染物變化趨勢(shì)和PM2.5來(lái)源特征分析結(jié)果，PM2.5作為一次和二次污染物疊加，控制其排放和其前體物排放是治理的關(guān)鍵。二次細(xì)顆粒物的前體物主要是NOx和VOCs，而這同樣也是臭氧的前體物。有效控制這兩項(xiàng)前體物的排放不僅對(duì)控制PM2.5污染非常重要，對(duì)防治O3污染同樣重要[14]。采取加強(qiáng)重點(diǎn)行業(yè)的減排力度，推進(jìn)農(nóng)業(yè)源大氣污染防治，減少PM2.5的一次性排放;加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)行業(yè)VOCs的綜合整治，以降低PM2.5的二次生成，最大限度減輕PM2.5污染;廣安市計(jì)劃投入100萬(wàn)建成非甲烷總烴自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)VOCs進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，以掌握時(shí)空分布規(guī)律。持續(xù)改善環(huán)境空氣質(zhì)量，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，保障居民身體健康，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

廣安市主城區(qū)的首要污染物主要為PM2.5和O3，其次為PM10，其中冬季（12～2月）以PM2.5為主，4～9月以O(shè)3為主;PM2.5污染和O3污染正是制約廣安市空氣質(zhì)量改善的主要因素;近年來(lái)，廣安市主城區(qū)O3污染占比增加，控制VOCs的排放，以降低PM2.5和O3的二次生成是促進(jìn)空氣質(zhì)量改善的關(guān)鍵所在。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]HJ633-2012環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）[S].

[3]HJ663-2013環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）[S].

[4]陳東，陳軍輝，何敏，等.廣安市大氣污染源排放清單研究[J].四川環(huán)境，2019，38（3）：106-113.

[5]劉銳，嚴(yán)偉君.地面臭氧污染形成原因及應(yīng)對(duì)措施[J].當(dāng)代化工研究，2017（12）：58-59.

[6]四川省環(huán)境保護(hù)廳.2017年四川省環(huán)境狀況公報(bào)[R].2017.

[7]四川省環(huán)境保護(hù)廳.2018年四川省環(huán)境狀況公報(bào)[R].2018.

[8]黎紅，熊華萍，李鵬，等.廣安市局地氣候?qū)Τ菂^(qū)空氣質(zhì)量影響研究[J].四川環(huán)境，2015，34（4）：97-104.

[9]李宗愷，李潤(rùn)橋.空氣污染氣象學(xué)原理及應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，1985.

[10]李如梅.夏季大氣VOCs對(duì)O3、SOA的潛在貢獻(xiàn)研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2017.

[11]柯伯俊.四川省大氣污染源排放清單研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2014.

[12]中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部.2017年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)[R].2017.

[13]中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部.2018年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)[R].2018.

[14]環(huán)保部.十三五揮發(fā)性有機(jī)物污染防治治理工作方案[R].2017.

收稿日期：2020-07-01

作者簡(jiǎn)介：付玲玲（1986-），女，漢族，碩士，中級(jí)，研究方向?yàn)闅猸h(huán)境和水環(huán)境保護(hù)與污染防治。