2013—2019年廊坊市氣態(tài)污染物時(shí)空分布特征研究

張振江，韓 婕，任 亮，任靈芝，張文啟

（1.河北省廊坊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河北廊坊 065000；2.河北省唐山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河北唐山 063000）

近年來(lái)，廊坊市經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化水平不斷提高，伴隨而來(lái)的大氣污染問(wèn)題引起了政府部門(mén)和專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注[1]。究其原因，一方面，環(huán)境空氣質(zhì)量影響人們的身體健康，危害人體呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)等[2]；另一方面，實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量根本好轉(zhuǎn)是廊坊生態(tài)文明建設(shè)的應(yīng)有之義[3]。近年來(lái)，廊坊市采取空氣污染綜合治理措施，盡管取得了明顯成效，但由于大氣污染來(lái)源及成因十分復(fù)雜，大氣污染治理問(wèn)題仍不容樂(lè)觀。本研究通過(guò)對(duì)2013—2019年廊坊市12個(gè)站點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（SO2、NO2、O3和CO）時(shí)空分布特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各污染物進(jìn)行相關(guān)分析，并探討來(lái)源及防治措施，以期對(duì)“十四五”期間廊坊市大氣環(huán)境質(zhì)量改善提供科學(xué)依據(jù)。

1 廊坊市氣態(tài)污染物時(shí)空變化特征分析

1.1 時(shí)間變化特征分析

1.1.1 氣態(tài)污染物年均濃度變化氣態(tài)污染物年均濃度變化見(jiàn)圖1。

圖1 2013—2019年廊坊市氣態(tài)污染物年變化趨勢(shì)

2013—2019年SO2年均濃度呈穩(wěn)定下降趨勢(shì)，累計(jì)下降82.6%。2013年濃度最高，為46μg/m3，達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值（60μg/m3）；日均值變化范圍為3～272μg/m3，全年日均值超標(biāo)率（二級(jí)濃度限值為150μg/m3）為3.6 %。2019年濃度最低，為8μg/m3，達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值；日均值變化范圍為2～55μg/m3，日均值全年超標(biāo)率為0。

2013-2016年NO2濃度變化趨勢(shì)較平緩，變化范圍為47～52μg/m3，2016年濃度最高，為52μg/m3，是國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值（40μg/m3）1.3倍；日均值變化范圍為12～143μg/m3，日均值全年超標(biāo)率為0.1 %。2016-2019年NO2濃度逐年下降，2019年濃度最低，為39μg/m3，達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值；日均值變化范圍為9～100μg/m3，日均值全年超標(biāo)率為2.5%。

2013-2019年CO年均濃度整體呈下降趨勢(shì)，累計(jì)下降50.0%。2013年濃度最高，為3.0mg/m3；日均值變化范圍為0.3～8.9mg/m3，日均值全年超標(biāo)率為3.6%。2019年濃度最低，為1.5mg/m3；日均值變化范圍為0.2～3.2mg/m3，日均值全年超標(biāo)率為0。2013-2019年CO年均濃度達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（4 mg/m3）。

2013-2017年O3年均濃度逐年上升，變化范圍為109～150μg/m3，2017-2019年O3年均濃度保持穩(wěn)定。2013年日均值變化范圍為9～200μg/m3，日均值超標(biāo)率為5.2%，2017-2019年年均濃度最高，變化范圍為148～150μg/m3，日均值超標(biāo)率均超過(guò)20%，說(shuō)明近年來(lái)廊坊市O3污染有逐年加重的趨勢(shì)。

1.1.2 氣態(tài)污染物月均濃度變化

SO2濃度1月濃度最高，為52μg/m3；7月和8月濃度最低，均為8μg/m3。從季節(jié)上看，冬季（12月至次年2月）平均濃度為42μg/m3，夏季（6月至8月）平均濃度為10μg/m3，整體呈冬季高、夏季低的特征（見(jiàn)圖2）。

圖2 2013-2019年廊坊市氣態(tài)污染物月變化趨勢(shì)

NO2濃度11月至次年1月濃度最高，均高于60μg/m3；5-8月濃度最低，均低于40μg/m3。從季節(jié)上看，冬季平均濃度為59μg/m3，夏季平均濃度為32μg/m3，整體呈冬季高、夏季低的特征。

CO濃度同SO2和NO2類(lèi)似，月變化趨勢(shì)呈U形曲線(xiàn)。12月和1月濃度最高，均高于4.0mg/m3，4-9月濃度最低，均低于2.0mg/m3。從季節(jié)上看，冬季平均濃度為4.0mg/m3，夏季平均濃度為1.4mg/m3，整體呈冬季高、夏季低的特征。

O3濃度月均濃度變化趨勢(shì)與其他氣態(tài)污染物變化趨勢(shì)相反，呈倒U形曲線(xiàn)。5-9月濃度最高，變化范圍為182～216μg/m3，11月至次年1月濃度最低，均低于60μg/m3。從季節(jié)上看，夏季平均濃度最高，為204μg/m3，冬季平均濃度最低，為61μg/m3，整體呈冬季低、夏季高的特征。

1.2 空間分布特征分析

由圖3可知，2016年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度變化范圍為41～52μg/m3，均高于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值（40μg/m3），其中廊坊市區(qū)和霸州市濃度最高，均高于50μg/m3。2019年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度變化范圍為37～44μg/m3，較2016年呈下降趨勢(shì)，除霸州市（42μg/m3）和固安縣（44μg/m3）外，其余地區(qū)均仍達(dá)到國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（40μg/m3）。2016-2019年下降幅度最大的地區(qū)為廊坊市區(qū)，由52μg/m3下降到38μg/m3，降幅為26.9 %。在空間分布上，中部地區(qū)質(zhì)量較差，南部和北部片區(qū)質(zhì)量較好，整體呈現(xiàn)中部高、南北低的特征。

圖3 2016年和2019年廊坊市NO2年均濃度分布

由圖4可知，2016年廊坊市區(qū)及各縣O3年均濃度變化范圍為181～202μg/m3，均高于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值（160μg/m3），其中三河市濃度最高，為202μg/m3。2019年廊坊市區(qū)及各縣O3年均濃度變化范圍為190～222μg/m3，均高于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值，其中永清縣濃度最高，為222μg/m3。2019年市區(qū)及各縣O3較2016年整體呈污染加重趨勢(shì)，其中永清縣污染增幅較大，升幅為14.4%。在空間分布上，2019年中部地區(qū)污染較之南北地區(qū)更嚴(yán)重。

圖4 2016年和2019年廊坊市O3年均濃度分布

2 結(jié)論

本研究利用2013-2019年廊坊市SO2、NO2、O3和CO數(shù)據(jù)，分析了氣態(tài)污染物的時(shí)空變化特征。主要結(jié)論如下：① 2013-2019年廊坊市SO2、NO2和CO年均濃度均呈顯著下降趨勢(shì)，而O3年均濃度逐年上升，有污染加重的趨勢(shì)。② SO2、NO2和CO月變化趨勢(shì)呈U型曲線(xiàn)，整體呈冬季高、夏季低的特征；O3月變化趨勢(shì)呈倒U型曲線(xiàn)，呈冬季低、夏季高的特征。③ 2019年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度較2016年呈下降趨勢(shì)，而O3較2016年有污染加重趨勢(shì)，整體呈中部高、南北低的特征。