2019～2020年重慶市江津區(qū)空氣質(zhì)量狀況對比分析

劉朝利，肖艷平，徐 燕，黃俊淋

(重慶市江津區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，重慶 402260)

1 引言

江津區(qū)位于重慶市西南部渝川黔結(jié)合部，長江上游、三峽庫區(qū)尾端，東臨巴南區(qū)、綦江區(qū)，南界貴州省習(xí)水縣，西接永川區(qū)、四川省合江縣，北靠璧山區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)。

2019年江津區(qū)共設(shè)置2個市控空氣自動站，分別位于江津一中、四牌坊小學(xué)。2020年新增一個國控空氣自動站，位于行政中心。根據(jù)2019～2020年江津區(qū)空氣自動站六項空氣污染物，可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對江津區(qū)空氣質(zhì)量隨時間變化趨勢及特點進行對比析。

2 江津區(qū)2019～2020年環(huán)境空氣質(zhì)量總體狀況

對比分析2019、2020年空氣質(zhì)量各級天數(shù)(表1)，空氣質(zhì)量為一級的天數(shù)增加，二級基本不變，三級、四級降低，空氣質(zhì)量得到了很大的改善。

表1 2019～2020年空氣質(zhì)量各級天數(shù)對比

江津區(qū)環(huán)境空氣中首要污染物主要是NO2、PM10、PM2.5、O3，其中以PM2.5、O3污染最嚴重。2019年和2020年O3-8 h最大濃度分別達到了260 μg/m3、237 μg/m3。2019年和2020年P(guān)M2.5最大濃度分別達到了135 μg/m3、150 μg/m3，可見PM2.5、O3污染形式不容樂觀。

3 江津區(qū)2019～2020年環(huán)境空氣污染物濃度分析

3.1 臭氧(O3)8 h月均濃度變化情況

2019年和2020年O3-8 h月均濃度最大值都出現(xiàn)在8月，2019年8月O3-8 h濃度最大值為160 μg/m3，2020年8月O3-8 h濃度最大值為134 μg/m3，同比下降16.2%。由圖1可以看出2019年、2020年兩年的O3-8 h濃度變化趨勢呈倒U型變化。

圖1 O3-8 h濃度變化趨勢

結(jié)合2年的情況分析，5～8月份期間O3濃度相對較高，原因主要是與江津區(qū)亞熱帶季風(fēng)氣候有關(guān)，夏季日照時間長，紫外線強，光照充足，溫度高，揮發(fā)性有機物揮發(fā)速率加快等因素，有利于氮氧化物、一氧化碳和揮發(fā)性有機物發(fā)生大氣光化學(xué)反應(yīng)，臭氧生成速度加快，致使臭氧濃度較高[1～5]。

3.2 顆粒物(PM2.5、PM10)月濃均度變化情況

圖2是江津區(qū)月均降雨量和PM2.5、PM10月均濃度變化趨勢圖，PM2.5、PM10月均濃度變化趨勢一致，呈U型變化，年降雨量的變化趨勢，呈W型變化。對比分析可以發(fā)現(xiàn)，PM2.5、PM10變化趨勢與降雨量息息相關(guān)，降雨量大，空氣濕度較大，濕沉降作用明顯[6～9]。8月份的降雨量小，而PM2.5、PM10濃度最低，分析主要原因是受天氣影響，8月份氣溫高，人為活動減少，同時風(fēng)速較大，有利于污染物的擴散。

圖2 江津區(qū)月均降雨量和PM2.5、PM10月均濃度變化

3.3 NO2月均濃度變化情況

由圖3可以看出，2020年NO2濃度同比有所下降，但是兩年的濃度變化趨勢基本一致，兩年的2月份都出現(xiàn)陡然下降，其他月份出現(xiàn)季節(jié)性變化，夏季低，冬季高，秋冬季節(jié)持平。冬季大氣環(huán)境穩(wěn)定度高，逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，NO2不易擴散，所以冬季濃度高。夏季濃度低，原因主要有兩方面，一是夏季太陽輻射強，垂直方向產(chǎn)生的空氣對流劇烈，逆溫層的生成持續(xù)時間短，有利于NO2向高空輸送[10～13]，另一方面，夏季太陽光紫外線強，NO2吸收太陽光紫外線，產(chǎn)生光分解，形成NO和氧基(O·)，再進一步反應(yīng)形成O3，其反應(yīng)式如下[14]:

圖3 NO2月均濃度變化

NO2+hr→NO+O·

O·+O2→O3

空氣中NO2的來源主要是機動車尾氣、工業(yè)設(shè)施排放的廢氣。兩年的2月份NO2濃度都出現(xiàn)低谷，分析原因與春節(jié)有關(guān)，春節(jié)期間大部分企業(yè)都停工放假，所以NO2濃度急劇下降，特別是2020年的2月份同比下降41%，主要是在疫情的影響下，人類社會活動減少，車流量隨之減少，從污染源的源頭排放量減少。

3.4 SO2月均濃度變化情況

圖4可知,2020年SO2濃度同比有所下降，濃度變化趨勢基本一致。從濃度來看全年濃度變化不大，夏季略低一點，冬季稍高，春秋季持平。冬季大氣環(huán)境穩(wěn)定度高，逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，SO2不易擴散，所以冬季濃度高。夏季濃度低，原因主要有兩方面：一方面，是夏季太陽輻射強，垂直方向產(chǎn)生的空氣對流劇烈，逆溫層的生成持續(xù)時間短，有利于SO2向高空輸送[10～13]；另一方面，SO2吸收太陽光紫外線而成激發(fā)態(tài)分子SO2·，發(fā)生下屬反應(yīng)生成SO3和O3[14]。

圖4 SO2月均濃度變化

SO2+hr→SO2·

SO2+O2+M→SO4·+M

SO4·+SO2→2SO3

SO4·+O2→SO3+O3

2020年2月份濃度同比下降29%，主要原因也是與疫情有關(guān)，江津區(qū)空氣中SO2的來源主要是企業(yè)生產(chǎn)過程中含硫燃料煤和石油的燃燒，2020年2月份很多企業(yè)沒有復(fù)工，人為原因排放的二氧化硫隨之減少，SO2的濃度同比下降，空氣質(zhì)量得到一定的改善。

3.5 CO月均濃度變化情況

由圖5可知，CO月均濃度水平無明顯季節(jié)性變化，濃度在0.7～1.2 μg/m3之間，冬季稍高，從平均濃度來看，2020年同比有所下降。分析可知，因為城市大氣中的一氧化碳主要由汽車排出，而且車速越小，一氧化碳的排放量越大[15]。由于特殊原因，人為遠距離活動減少，車流量隨之減少，CO濃度降低。

圖5 CO月均濃度變化

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

整體來看，2020年空氣質(zhì)量優(yōu)于2019年，優(yōu)良天數(shù)同比增加4.7%。從污染物濃度來看，PM10、PM2.5、NO2、SO2的質(zhì)量濃度冬季最高，夏季最低。之所以呈現(xiàn)這樣的變化規(guī)律，主要是受江津的亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，夏季雨量充沛，空氣濕度大，有利于PM10、PM2.5的沉降；夏季陽光充裕，有利于NO2、SO2發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。冬季空氣對流弱，逆溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，不利于污染物向高空輸送。O3質(zhì)量濃度與以上4項主要污染物有相反的季節(jié)性變化趨勢，因為夏季紫外線強溫度高，有利于氮氧化物、一氧化碳和揮發(fā)性有機物等發(fā)生大氣光化學(xué)反應(yīng)，臭氧生成速度加快。

4.2 建議

4.2.1 減少工業(yè)企業(yè)的污染物排放

提倡錯峰生產(chǎn)，對污染物排放量大、能耗高的焦化、建材、有色、鑄造、鋼鐵、醫(yī)藥(農(nóng)藥)制造等行業(yè)進行重點檢查,不定期進行抽查，對不符合行業(yè)內(nèi)排放濃度、排放總量的企業(yè),依法查處，限期整改。要求企業(yè)安裝噴淋系統(tǒng)，對廠區(qū)進行全覆蓋，最大限度降低無組織排放和工業(yè)揚塵污染，其次對全區(qū)排污量大的企業(yè)安裝空氣自動站，做到實時監(jiān)控。同時調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰落后的產(chǎn)能，快速發(fā)展工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，提高清潔能源的使用率。

4.2.2 大力推進清潔能源的使用

加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大天然氣、煤制甲烷、煤層氣、沼氣等清潔能源供應(yīng)。比如大力發(fā)展清潔能源，開工建設(shè)一批風(fēng)電、水電、光伏發(fā)電及沿海核電項目。

4.2.3 機動車整治

調(diào)整運輸結(jié)構(gòu)，實行機動車限行，同時開展一系列專項行動，比如開展柴油貨車污染治理專項行動、船舶污染防治專項行動、港口設(shè)施污染防治專項行動、交通的路域環(huán)境污染治理等專項行動。

4.2.4 大力推廣使用新能源汽車

對重點區(qū)域港口、機場、鐵路貨場等作業(yè)車輛采用新能源或清潔能源汽車替換。采用經(jīng)濟補償?shù)姆绞?，大力推進新能源和清潔能源車輛在城市公交、出租汽車、城市配送、郵政快遞、私家車等領(lǐng)域的應(yīng)用，同時盡快規(guī)劃和建設(shè)加氣、充電設(shè)施等。提倡綠色出行，多乘坐公共汽車、地鐵等公共交通工具，合作乘車。