江津區(qū)大氣污染物變化趨勢(shì)及相關(guān)性分析

陳清莉，徐 燕，袁 媛，張 婭，鄭森元

(1.重慶市江津區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 402260;2.重慶市江津區(qū)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)服務(wù)中心，重慶 402260)

1 引言

由于大氣污染對(duì)生態(tài)環(huán)境、氣候和人體健康都有不利影響，因而備受學(xué)者和公眾的普遍關(guān)注[1，2]，據(jù)國(guó)內(nèi)外研究表明，大氣污染物成分組成復(fù)雜，主要由數(shù)百種高濃度細(xì)顆粒物組成[3～5]。細(xì)顆粒物能導(dǎo)致能見度降低，細(xì)粒子污染導(dǎo)致持續(xù)性霧霾天氣頻繁發(fā)生，區(qū)域復(fù)合型大氣污染加重[6～9]。由于區(qū)域地理位置和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡等原因，各地區(qū)和區(qū)域大氣污染具有不同區(qū)域污染程度、空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間變化差異，主要特征污染物不一致等污染特征。江津區(qū)位于重慶市主城區(qū)西南側(cè)，地形為丘陵+河谷類型，城區(qū)背靠艾坪山，緊鄰長(zhǎng)江形成“幾”字，城區(qū)周邊緊鄰德感、西彭、雙福、珞璜4個(gè)工業(yè)園。近年來，隨著江津區(qū)經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，能源大量消耗導(dǎo)致大氣污染物排放量隨之大幅增加，大氣污染成為江津區(qū)目前面臨的重要環(huán)境問題之一，大氣中PM10、PM2.5、O3、NOx等物質(zhì)成為影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要污染物。

2 數(shù)據(jù)來源和分析方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于重慶市江津區(qū)城區(qū)，3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量點(diǎn)位分別為：行政中心(國(guó)控)、江津一中(市控)和四牌坊小學(xué)(市控)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、一氧化碳和臭氧。自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源于重慶市生態(tài)環(huán)境局官方網(wǎng)站重慶市空氣質(zhì)量發(fā)布系統(tǒng)，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)采樣。

2.2 評(píng)價(jià)依據(jù)

本研究評(píng)價(jià)依據(jù)參考《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)中的二類標(biāo)準(zhǔn)限值。

3 結(jié)果與討論

2021年，江津區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)291 d，比2020年減少20 d，其中“優(yōu)”級(jí)95 d，優(yōu)良天數(shù)比例 79.7%。主要污染物二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物濃度分別為16 μg/m3、34 μg/m3、63 μg/m3、39 μg/m3，臭氧日最大8 h滑動(dòng)平均值第90百分位數(shù)濃度為157 μg/m3、一氧化碳24 h平均第95百分位數(shù)濃度為0.9 mg/m3。二氧化氮、可吸入顆粒物和臭氧年均濃度(臭氧日最大8 h滑動(dòng)平均值第90百分位濃度)達(dá)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，二氧化硫和一氧化碳年均濃度(一氧化碳 24小時(shí)平均第 95 百分位濃度)達(dá)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 可吸入顆粒物濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)可吸入顆粒物年均濃度63 μg/m3，與2020年持平，達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；可吸入顆粒物日均濃度范圍13～194 μg/m3，日均濃度最大值較2020年下降41 μg/m3，最大日均值超標(biāo) 0.29 倍。轄區(qū)內(nèi)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量考核站，江津一中站較其他兩站濃度偏高?？晌腩w粒物日均濃度值在11月份至次年2月份相對(duì)較高(圖1)，超標(biāo)情況均出現(xiàn)在11月份至次年2月份，最大值出現(xiàn)在12月份，6～10月份濃度相對(duì)較低。

圖1 2021年江津區(qū)環(huán)境空氣中可吸入顆粒物日均濃度變化

3.2 細(xì)顆粒物濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)細(xì)顆粒物年均濃度39 μg/m3，較2020年增加1μg/m3，超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。細(xì)顆粒物日均濃度范圍 8～136μg/m3，日均值超標(biāo)40 d，超標(biāo)率為11.0%，最大日均值超標(biāo)0.81倍。轄區(qū)內(nèi)江津一中站和四牌坊小學(xué)站細(xì)顆粒物年均濃度分別超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 0.14和0.2倍，行政中心站達(dá)標(biāo)。環(huán)境空氣中細(xì)顆粒物日均濃度變化和可吸入顆粒物有相同的趨勢(shì)(圖2)，最大值出現(xiàn)在12月份，3～9月份沒有超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)，這可能與春、夏季江津區(qū)雨水較多，濕度較大有關(guān)。

圖2 2021年江津區(qū)環(huán)境空氣中細(xì)顆粒物日均濃度變化

3.3 臭氧濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)臭氧濃度(日最大 8 h滑動(dòng)平均第90百分位濃度)157μg/m3，較2020年下降8μg/m3，達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；臭氧濃度范圍5～253μg/m3，日均值超標(biāo)33 d，超標(biāo)率為9.3%，最大日均值超標(biāo) 0.58倍。轄區(qū)內(nèi)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量考核站，江津一中臭氧濃度略高于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，四牌坊小學(xué)站和行政中心站均達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，行政中心站臭氧濃度低于其它兩個(gè)站。臭氧日最大8 h平均濃度值波動(dòng)大(圖3)，超標(biāo)日主要集中在5～9月份，冬季濃度較低。江津地區(qū)臭氧濃度季節(jié)變化趨勢(shì)比較明顯，冬季臭氧濃度明顯小于春季、夏季、秋季。變化趨勢(shì)與其他地區(qū)有所不同，和成都地區(qū)臭氧濃度變化類似[10，11]，這可能與江津區(qū)位于四川盆地東南邊緣，屬中亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候所致。

圖3 2021年江津區(qū)環(huán)境空氣中臭氧日最大 8 小時(shí)濃度變化

3.4 二氧化氮濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)二氧化氮年均濃度34μg/m3，較去年增加1μg/m3，達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。日均濃度范圍12～73μg/m3，日均濃度最大值較去年下降4μg/m3。轄區(qū)內(nèi)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量考核站，四牌坊小學(xué)站二氧化氮濃度略高于其它2個(gè)站點(diǎn)。二氧化氮日均濃度值波動(dòng)大(圖4)，濃度最大值出現(xiàn)在12月份，6～10月份濃度相對(duì)較低，與臭氧濃度變化趨勢(shì)相反，可能夏季臭氧形成消耗了大氣環(huán)境中的二氧化氮，使二氧化氮濃度降低，臭氧濃度與氣象因素的關(guān)系密切，O3濃度隨太陽輻照、溫度增高有明顯的增加趨勢(shì)，高溫低濕有利于臭氧的形成[12,13]。

圖4 2021 年江津區(qū)環(huán)境空氣中二氧化氮日均濃度變化

3.5 二氧化硫濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)二氧化硫年均濃度16μg/m3，較上一年上升2μg/m3，達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫日均濃度范圍7～32μg/m3；日均濃度最大值較去年上升5μg/m3。轄區(qū)內(nèi)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量考核站，四牌坊小學(xué)站較其他2站濃度偏高。二氧化硫1～3月份，8～10月份日均濃度最大值相對(duì)較低。

3.6 一氧化碳濃度變化趨勢(shì)

2021年江津區(qū)一氧化碳年均濃度(一氧化碳24 h平均第95百分位濃度 )0.7 mg/m3，較去年下降0.1 mg/m3；一氧化碳日均濃度范圍0.3～1.2 mg/m3，均達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。轄區(qū)內(nèi)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量考核站一氧化碳年均濃度值均達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，四牌坊小學(xué)站較其他2站濃度偏低。一氧化碳日均濃度值波動(dòng)較為平緩，日均濃度值均在二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

3.7 環(huán)境空氣污染物相關(guān)性分析

對(duì)環(huán)境空氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、臭氧、一氧化碳6項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(表1)，臭氧和可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、二氧化氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，可吸入顆粒物、二氧化氮、細(xì)顆粒物呈極顯著正相關(guān)[12]。

表1 江津區(qū)環(huán)境空氣污染物相關(guān)性分析

4 結(jié)論

(1)江津區(qū)環(huán)境空氣中首要污染物以細(xì)顆粒物和臭氧為主，兩者占比相差不大，可吸入顆粒物、二氧化氮次之?？晌腩w粒物、細(xì)顆粒物污染主要集中在春冬季，二氧化氮、臭氧污染主要集中在夏秋季。全年未出現(xiàn)一氧化碳、二氧化硫?yàn)槭滓廴疚锏奈廴咎鞖狻?/p>

(2)轄區(qū)內(nèi)老城(江津一中、四牌坊小學(xué)站)片區(qū)整體污染較重，行政中心站區(qū)域空氣質(zhì)量整體處于相對(duì)較好的區(qū)域。

(3)臭氧與可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、二氧化氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，可吸入顆粒物、二氧化氮、細(xì)顆粒物呈極顯著正相關(guān)。