佳木斯市2010～2018年大氣污染物濃度時(shí)間變化特征分析①

朱會麗，吳曉龍，陳一鳴，趙海莉，于 萍，計(jì)星宇，魯 彥

(1.佳木斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，河南 鄭州 450000;3.佳木斯生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，黑龍江 佳木斯 154007)

城市的發(fā)展離不開環(huán)境問題，大氣污染防治工作已經(jīng)成為全社會高度關(guān)注的問題。習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中指出，持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動計(jì)劃，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)[1]。因此，了解和掌握城市大氣污染物的時(shí)間分布特點(diǎn)，對于進(jìn)行本地化大氣污染防治工作具有重要意義；也是實(shí)現(xiàn)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的理論基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)研究了空氣質(zhì)量較好城市佳木斯市大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的時(shí)間分布特征，從環(huán)境衛(wèi)生學(xué)角度評價(jià)大氣質(zhì)量，研究結(jié)果對佳木斯市的大氣環(huán)境污染防治工作的可持續(xù)性發(fā)展和市民健康有積極的影響。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

4種典型大氣污染物分別為PM10、PM2.5、SO2、NO2，濃度數(shù)據(jù)資料來源于佳木斯市生態(tài)環(huán)境局及天氣后報(bào)網(wǎng)(http://www.tianqihoubao.com/)。

1.2 研究內(nèi)容

(1)大氣污染物時(shí)間特征：收集污染物2015～2018年P(guān)M2.5日平均濃度。分析污染物日、月、季節(jié)，采暖期與非采暖期(采暖期為每年10月15日～次年4月15日)，年度的時(shí)間趨勢。(2)大氣污染物評價(jià)：根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3095-2012)[2]進(jìn)行比較，并進(jìn)行環(huán)境衛(wèi)生學(xué)評價(jià)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況提出相關(guān)建議。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0分析軟件，采用Min、Max、M、Q來描述大氣污染物濃度的變化。

2 結(jié)果

2.1 日平均濃度特征

研究期間佳木斯市城區(qū)大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的日平均濃度分別為31.11μg/m3、49.91μg/m3、13.02μg/m3、18.16μg/m3，均未超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)。見表1。

表1 2010～2018年佳木斯市城區(qū)大氣污染物日平均濃度(μg/m3)

2.2 年度變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM2.5、PM10、SO2、NO2歷年年平均濃度未超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)。污染物SO2濃度呈現(xiàn)年度下降趨勢；PM2.5、PM10、NO2年濃度呈現(xiàn)降低-增高-降低趨勢，污染物PM10、NO2增高年份集中在2014年；PM2.5增高年度集中在2017年。見表2。

表2 佳木斯市大氣污染物年際變化特征

2.3 季節(jié)性變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM10、PM2.5、SO2、NO2季節(jié)濃度變化呈現(xiàn)不對稱的“V型”，表現(xiàn)為春季向夏季過渡過程中，季節(jié)濃度逐漸降低；夏季向秋季、冬季過渡過程中季節(jié)濃度逐漸升高，到冬季時(shí)達(dá)到最高濃度。其中NO2季節(jié)波動較平緩，PM10、PM2.5、SO2季節(jié)波動較大。見圖1～4。

圖1 2010～2018佳木斯市城區(qū)PM10 季節(jié)濃度變化

圖2 2015～2018佳木斯市城區(qū)PM2.5 季節(jié)濃度變化

圖3 2010～2018佳木斯市城區(qū)SO2季節(jié)濃度變化

圖4 2010～2018佳木斯市城區(qū)NO2季節(jié)濃度變化

2.4 月變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM10、PM2.5、SO2、NO2月平均濃度變化呈現(xiàn)不對稱的“U型”，表現(xiàn)為從1月份開始逐漸下降，到8、9月份下降達(dá)最低水平，然后逐漸上升；其中NO2濃度波動較平緩，PM10、PM2.5、SO2濃度波動較大。見圖5～8。

圖5 2010～2018年佳木斯市城區(qū)PM10 月平均濃度

圖6 2015～2018年佳木斯市城區(qū)PM2.5 月平均濃度

圖7 2010～2018年佳木斯市城區(qū)SO2月平均濃度

圖8 2010～2018年佳木斯市城區(qū)NO2月平均濃度

2.5 采暖期與非采暖期平均濃度變化

在研究期間，佳木斯市城區(qū)大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2日平均濃度均為采暖期高于非采暖期。見表3。

表3 2010～2018年采暖期與非采暖期佳木斯市城區(qū)大氣污染物平均濃度比較

2.6 PM2.5/PM10和SO2/NO2的變化特征

PM2.5PM10比值是衡量顆粒物污染程度的指標(biāo)，其在0.3～0.4污染較輕，在0.5～0.7污染較重[3,4]；研究期間，PM2.5/PM10的年均值分別為0.62、0.63、0.62和0.58，說明佳木斯市來自于顆粒物的污染狀況較重，但呈逐年好轉(zhuǎn)趨勢；總體來看，PM2.5/PM10歷年的月變化趨勢較為一致， 5～9月份較低，1月、2月、11月、12月較高。

SO2/NO2比值初步判斷污染的來源，比值越高，固定污染源的貢獻(xiàn)率越高；反之，移動污染源的貢獻(xiàn)率越高[5]；研究期間，佳木斯市SO2/NO2值逐年下降，分別為1.27、1.15、0.94、1.01、0.96、0.71、0.46、0.41、0.33，佳木斯市大氣污染源正逐步由固定污染源污染為主向移動源污染為主過渡；不同月份SO2/NO2差別較大，在0.18～1.97;總體來看，SO2/NO2歷年的月變化趨勢較為一致， 1月、2月、11月、12月最高。見表4。

表4 2010～2018年佳木斯市城區(qū)SO2/NO2變化特征

4 討論

佳木斯市近年來城市化發(fā)展進(jìn)程加快，大氣污染物的來源主要為燃煤燃燒、機(jī)動車尾氣、道路揚(yáng)塵、工地建筑、秸稈限期燃燒等，通過對佳木斯市市區(qū)2010～2018年大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，佳木斯市空氣質(zhì)量總體良好，典型大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2年均值、日均值能達(dá)到二類功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求，有一定環(huán)境容量；各污染物月均值、季節(jié)均值、不同采暖期均值變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律，污染較重的月份集中在冬春季采暖期；來自顆粒物的污染也集中在采暖期最嚴(yán)重，污染源由固定污染源向移動污染源過渡；大氣污染呈現(xiàn)復(fù)合性污染特征。

佳木斯市冬季的采暖期為6個(gè)月，由于供暖期長，采暖期供熱燃煤量急增；加之來自交通工具的尾氣的一年四季的釋放，以及農(nóng)民違規(guī)無組織燃燒秸稈[6]，因此出現(xiàn)大氣污染物冬季采暖期濃度最高，超標(biāo)日也集中在冬季。氣象因素對大氣污染物的排放、強(qiáng)度、擴(kuò)散也會產(chǎn)生影響，由于佳木斯市逆溫天氣主要出現(xiàn)在1、2、11、12月，因此出現(xiàn)冬春季節(jié)污染物濃度較高的現(xiàn)象，空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)天氣也主要出現(xiàn)在這幾個(gè)月當(dāng)中[7]。有關(guān)部門的道路建設(shè)、城市園林建設(shè)一定程度上改善了移動污染源對環(huán)境產(chǎn)生的影響，但是隨著私家車保有量的不斷提高，同時(shí)在研究期間佳木斯市直通哈爾濱市的城際高鐵的建設(shè)過程中，由于部分路段封閉，導(dǎo)致車輛集中到幾個(gè)路段，造成擁堵，汽車尾氣污染急劇加重，并在一年四季濃度變化比較平穩(wěn)，波動不大[8]。

佳木斯市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量總體良好，僅在供熱期呈現(xiàn)輕度污染。為保持現(xiàn)有環(huán)境質(zhì)量狀況，建議相關(guān)部門加強(qiáng)城市綠化，集中供暖，改造鍋爐，改進(jìn)燃料品質(zhì)，控制汽車保有量增長率，同時(shí)發(fā)展公共交通系統(tǒng)綠色出行，提倡使用新能源交通工具，規(guī)范地域性的秸稈燃燒，將秸稈進(jìn)行二次利用，并強(qiáng)化各種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。