伊寧市冬季氣態(tài)污染物濃度變化特征

辜天軍

摘? 要：基于2020年冬季伊寧市SO2、NO2、CO和O3等氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，研究了伊寧市氣態(tài)污染物濃度變化特征。結(jié)果表明：伊寧市城區(qū)冬季SO2和O3-8h均達(dá)標(biāo)，但NO2和CO第95百分位數(shù)濃度分別超標(biāo)0.33倍和0.22倍，城區(qū)燃煤和機(jī)動(dòng)車(chē)排放對(duì)空氣質(zhì)量有明顯影響。工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別比周末高出7.4%、13.4%和19.2%，O3-8h則相反。SO2與NO2、CO這3種污染物來(lái)源相近。

關(guān)鍵詞：伊寧市? 冬季? 氣態(tài)污染物? 空氣質(zhì)量? 來(lái)源

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2021）07（b）-0060-04

Variation Characteristics of Gaseous Pollutant Concentration in Winter in Yining City

GU Tianjun

（Office of the Third Commissioner of Xinjiang Ecological Environment Supervision， Xinjiang Department of Ecological Environment， Urumqi， Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830063 China）

Abstract： Based on the monitoring data of SO2， NO2， Co， O3 and other gaseous pollutants in Yining City in the winter of 2020， the concentration variation characteristics of gaseous pollutants in Yining City were studied by mathematical statistics. The results show that SO2 and O3-8h in winter in Yining City are up to the standard， but the 95th percentile concentrations of NO2 and CO exceed the standard by 0.33 times and 0.22 times respectively. The emission of coal and motor vehicles in urban area has a significant impact on air quality. The average concentrations of SO2， NO2 and CO on weekdays were 7.4%， 13.4% and 19.2% higher than those on weekends， respectively， while O3-8h was the opposite. The sources of SO2， NO2 and CO are similar.

Key Words： Yining City; Winter; Gaseous pollutants; Air quality; Source

隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程不斷加快，能源消費(fèi)增加迅速，大氣污染問(wèn)題日益突出也越來(lái)越受到關(guān)注。大氣污染不僅影響環(huán)境空氣質(zhì)量、氣候變化與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)人體健康也產(chǎn)生重要作用。目前，我國(guó)大氣污染呈現(xiàn)區(qū)域性、復(fù)合性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)[1，2]。地處伊犁河谷盆地中央的伊寧市，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量穩(wěn)步增加，冬季空氣污染問(wèn)題受到廣大市民關(guān)注。針對(duì)大氣污染問(wèn)題，伊寧市通過(guò)調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、控制煤炭消費(fèi)量、調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、提升機(jī)動(dòng)車(chē)排放水平、治理散亂污企業(yè)、工業(yè)企業(yè)升級(jí)改造和強(qiáng)化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控等系列措施，取得了一定成效。本研究基于2020年冬季伊寧市SO2、NO2、CO等氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了冬季各類(lèi)氣態(tài)污染物濃度變化特征和相互關(guān)系，為該地區(qū)大氣污染治理和防控提供科學(xué)參考。

1? 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

伊寧市地處伊犁河谷盆地中央，東連伊寧縣，西鄰霍城縣，南瀕伊犁河，北依科古爾琴山。伊寧市市域總面積644.01km2，建成區(qū)面積122km2，屬北溫帶大陸性氣候，四季分明，年均氣溫10.5℃，年均降水量245mm，年均日照3080h。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

大氣污染物SO2、NO2、CO和O3的濃度數(shù)據(jù)來(lái)源于伊寧市城區(qū)3個(gè)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（http：//183.203.223.83：85/aqi/），時(shí)間范圍為2020年12月1日—2021年2月27日。其中新政府片區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于伊寧市南部，第二水廠(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于伊寧市東北部，環(huán)保局監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于伊寧市西北部。按照氣象學(xué)上分類(lèi)12月、1月和2月為冬季。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

SO2、NO2、CO等氣態(tài)污染物日平均濃度為24h內(nèi)各小時(shí)濃度算術(shù)平均值。O3最大8h濃度為當(dāng)日8時(shí)-24時(shí)最大8h滑動(dòng)平均濃度（O3-8h）。各小時(shí)濃度算術(shù)平均值月均值、季均值計(jì)算均按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ 663-2013）由日均值計(jì)算得到。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)地級(jí)及以上城市，環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)采用城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，伊寧市3個(gè)國(guó)控站點(diǎn)都集中于市區(qū)。本研究利用2020年12月1日—2021年2月27日伊寧市3個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)站點(diǎn)SO2、NO2、CO和O3等氣態(tài)污染物濃度數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)分析和空間分析，對(duì)伊寧市冬季主要?dú)鈶B(tài)污染物時(shí)空變化進(jìn)行了研究。

2? 結(jié)果與分析

2.1 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度總體變化

化石燃料（煤、石油和天然氣）燃燒是大氣中SO2的主要來(lái)源，特別是燃煤排放的SO2要遠(yuǎn)高于其他燃料。NO2是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的主要污染物，是臭氧的重要前體物。SO2、氮氧化物經(jīng)過(guò)復(fù)雜反應(yīng)能轉(zhuǎn)化生成二次細(xì)顆粒物[3，4]。伊寧市城區(qū)冬季（2020年12月1日—2021年2月27日），SO2、NO2、CO和O3-8h平均濃度分別為23μg/m3、53μg/m3、2.7mg/m3和53μg/m3，其中CO第95百分位數(shù)為4.9mg/m3和O3-8h第90百分位數(shù)為81μg/m3。這4項(xiàng)氣態(tài)污染物中NO2濃度和CO第95百分位數(shù)濃度分別超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值（NO2：40μg/m3;CO第95百分位數(shù)濃度：4mg/m3）0.33倍和0.22倍，說(shuō)明冬季伊寧市城區(qū)燃煤和機(jī)動(dòng)車(chē)排放對(duì)空氣質(zhì)量有明顯影響。從整個(gè)冬季SO2、NO2、CO和O3-8h日平均濃度分布看（圖1），伊寧市城區(qū)SO2、NO2、CO和O3-8h質(zhì)量濃度范圍分別為6～50μg/m3、12～93μg/m3、0.6～7.1mg/m3和25～94μg/m3，其中NO2和CO超標(biāo)率分別為10%和17%。

2.2 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度月際變化特征

冬季各月SO2、NO2、CO和O3-8h質(zhì)量濃度的變化有較明顯差異。SO2、NO2、CO等污染物濃度由高到低排序依次均為1月>12月>2月，其中12月和1月濃度接近，2月濃度明顯低于12月和1月;O3-8h濃度排序?yàn)?月>1月>12月，2月濃度明顯高于12月和1月，主要與2月氣溫升高，日照增加，臭氧更易生成有關(guān)。

2.3 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度變化的周末效應(yīng)

一般情況下周一至周五工作日期間，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和機(jī)動(dòng)車(chē)排放強(qiáng)度、能源消費(fèi)比周六和周日高，可能產(chǎn)生和排放更多的大氣污染物進(jìn)入環(huán)境，造成大氣中污染物濃度升高。本文將SO2、NO2、CO和O3-8h監(jiān)測(cè)時(shí)段分為工作日（周一到周五）和周末（周六和周日）兩類(lèi)，分別計(jì)算工作日和周末的SO2、NO2、CO和O3-8h濃度變化特征。如圖2所示，冬季工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別為23.4μg/m3、55.1μg/m3和2.8mg/m3，周末平均濃度分別為21.8μg/m3、48.6μg/m3和2.4mg/m3，工作日濃度明顯高于周末，分別高出7.4%、13.4%和19.2%。這一結(jié)果說(shuō)明冬季工作日期間燃煤排放強(qiáng)度要大于周末，應(yīng)重點(diǎn)做好管控。O3-8h則相反，其周末濃度較工作日濃度略高，分別為為54.4μg/m3和52.4μg/m3，高出3.8%，可能與機(jī)動(dòng)車(chē)行駛排放下降有關(guān)。

2.4 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h之間相關(guān)性

城市大氣環(huán)境中SO2、CO和NO2主要來(lái)自燃煤和機(jī)動(dòng)車(chē)排放。對(duì)流層臭氧（O3）主要由氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)生成，是大氣中重要的污染物之一，而NO2是O3重要的前體物。SO2、NO2、CO和O3-8h之間存在著復(fù)雜的聯(lián)系[5，6]。

由表1冬季SO2、NO2、CO和O3-8h相關(guān)系數(shù)可知，SO2與NO2、CO均存在顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.85和0.79（P<0.05），說(shuō)明冬季這3種污染物來(lái)源相近，主要為燃煤排放。此外，NO2和CO之間相關(guān)系數(shù)為0.94（P<0.05），說(shuō)明兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，可能提示其來(lái)自燃煤和機(jī)動(dòng)車(chē)排放的貢獻(xiàn)最大。O3-8h與SO2、NO2、CO之間均為負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值小于0.4，為弱相關(guān)。

3? 結(jié)論

（1）伊寧市城區(qū)冬季SO2、NO2平均濃度分別為23μg/m3和53μg/m3，CO第95百分位數(shù)為4.9mg/m3，O3-8h第90百分位數(shù)為81μg/m3。NO2和CO第95百分位數(shù)濃度分別超標(biāo)0.33倍和0.22倍，說(shuō)明冬季伊寧市城區(qū)燃煤和機(jī)動(dòng)車(chē)排放對(duì)空氣質(zhì)量有明顯影響。

（2）冬季工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別比周末高出7.4%、13.4%和19.2%，O3-8h則相反，其周末濃度較工作日濃度略高3.8%。

（3）SO2與NO2、CO均存在顯著正相關(guān)關(guān)系，這3種污染物來(lái)源相近，主要為燃煤排放。

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