“十三五”期間炎陵縣環(huán)境空氣質(zhì)量變化特征分析

潘飛艷

(株洲市炎陵生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖南 炎陵 412500)

近年來(lái)，隨著我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著提高，能源消耗不斷攀升，大氣中積累的污染物逐漸超出了環(huán)境容量，導(dǎo)致污染事件頻發(fā)[1]。NO2、SO2形成酸沉降，損害人體呼吸系統(tǒng)，影響人體健康，還可以促進(jìn)或參與大氣顆粒物的形成，可吸入顆粒物PM10是城市大氣污染物的重要來(lái)源，細(xì)顆粒物PM2.5在大氣中停留時(shí)間比其前體物更久，可以發(fā)生遠(yuǎn)距離傳輸和沉降，進(jìn)而對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和全球氣候變化產(chǎn)生重要影響[1]。近地面O3主要是由NOx和VOCs等前體物在光化學(xué)反應(yīng)作用下形成，高濃度的近地面O3嚴(yán)重危害了人體健康和生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也是控制對(duì)流層大氣循環(huán)與大氣化學(xué)過(guò)程的重要因素。CO主要來(lái)源于城市汽車(chē)尾氣污染，在城市空氣污染中所占比例也不斷上升。

我國(guó)早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始致力于空氣污染的防治，經(jīng)過(guò)政府的大力治理，雖然同以前相比空氣污染程度有所降低，但是空氣污染的現(xiàn)狀仍然存在，仍然威脅著人類(lèi)的生存，形式依然比較嚴(yán)峻。2018年6月24日，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》發(fā)布，這是污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的第一年，也是中國(guó)生態(tài)環(huán)保工作乘勝追擊、擴(kuò)大戰(zhàn)果的一年。本研究以“十三五”期間(2016-2020年)炎陵縣SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5、CO共6項(xiàng)空氣污染物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)為依據(jù)，開(kāi)展對(duì)炎陵縣城區(qū)大氣污染物狀況及變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，為當(dāng)?shù)卮髿馕廴痉揽睾椭贫ㄎ廴局卫泶胧┨峁﹨⒖甲饔谩?/p>

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以炎陵縣環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)點(diǎn)為研究對(duì)象，“十三五”期間(2016-2020年)二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)和一氧化碳(CO)共6項(xiàng)空氣污染物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)均來(lái)自湖南省環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[2]。

2 研究方法

該研究依據(jù)與環(huán)境空氣質(zhì)量要素相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范及評(píng)價(jià)規(guī)范等進(jìn)行分析，其中空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)SO2、NO2、PM2.5、PM10使用日均值，O3使用日最大8 h滑動(dòng)平均值第90百分位數(shù)，CO使用日均值第95百分位數(shù)。按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)對(duì)污染物進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]。按照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》(HJ633-2012)將空氣質(zhì)量狀況分為優(yōu)、良、輕度污染、中度污染、重度污染和嚴(yán)重污染6個(gè)級(jí)別[4]，詳見(jiàn)表1所示。

表1 環(huán)境空氣污染物基本項(xiàng)目濃度限值

3 結(jié)果與討論

3.1 環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢(shì)

“十三五”期間，炎陵縣城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率呈明顯上升的趨勢(shì)，從2016年的97.5%提升到2020年100%。各類(lèi)污染天數(shù)都是逐年下降趨勢(shì)，其中2016年輕度污染天數(shù)8天，重度污染天數(shù)1天；2017年輕度污染天數(shù)12天，中度污染天數(shù)4天，重度污染天數(shù)1天；2018年輕度污染天數(shù)8天，重度污染天數(shù)1天；2019年輕度污染天數(shù)2天，重度污染天數(shù)1天；2020年未現(xiàn)出超標(biāo)天數(shù)；炎陵縣超標(biāo)天數(shù)以輕度污染為主，無(wú)嚴(yán)重污染天數(shù)。詳見(jiàn)表2及圖1所示。

表2 “十三五”期間炎陵縣環(huán)境空氣質(zhì)量級(jí)別

從湖南省90個(gè)縣市排名情況來(lái)看，炎陵縣城區(qū)全年優(yōu)良天數(shù)的比例在全省排名前列，空氣質(zhì)量綜合指數(shù)在全省排名前5位。

3.2 主要污染物年際變化

“十三五”期間炎陵縣環(huán)境空氣主要污染物濃度值見(jiàn)表3，以主要環(huán)境空氣污染物年均濃度作為環(huán)境空氣質(zhì)量變化的主要指標(biāo)，研究炎陵縣城區(qū)環(huán)境空氣污染物濃度年際變化及趨勢(shì)分析，詳見(jiàn)表4及圖2所示；并研究“十三五”期間炎陵縣城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)年際變化趨勢(shì)，如圖3所示。

圖2 “十三五”期間炎陵縣城區(qū)主要空氣污染物年際濃度變化趨勢(shì)

圖3 “十三五”期間炎陵縣城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)年際變化趨勢(shì)

表3 “十三五”期間炎陵縣環(huán)境空氣主要污染物濃度值

表4 “十三五”期間炎陵縣環(huán)境空氣主要污染物趨勢(shì)分析

續(xù)表4

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，“十三五”期間，SO2年均濃度范圍為5～10 μg/m3、NO2年均濃度范圍為7～8 μg/m3、PM10年均濃度范圍為22～48 μg/m3、PM2.5年均濃度范圍為17～30 μg/m3、CO年均濃度范圍為1.2～1.9 mg/m3、O3年均濃度范圍為97～106 μg/m3，均達(dá)到或優(yōu)于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中SO2、NO2、CO年均濃度達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。“十三五”期間，炎陵縣6項(xiàng)空氣污染物濃度均處于一個(gè)較低值范圍內(nèi)。

“十三五”期間，PM10、PM2.5年均濃度呈顯著下降趨勢(shì)，SO2、O3年均濃度呈不顯著下降趨勢(shì)，但NO2、CO年均濃度呈顯著上升趨勢(shì)；年度綜合指數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，綜合指數(shù)從2016的2.78下降到2020年的2.14，降低23%，說(shuō)明炎陵縣環(huán)境空氣是呈現(xiàn)逐年變好趨勢(shì)。

6項(xiàng)環(huán)境空氣污染物中只有NO2、CO年均濃度呈顯著上升趨勢(shì)，主要原因是炎陵縣這幾年隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，家庭小轎車(chē)急劇增加，物流運(yùn)輸車(chē)也迅猛急增，導(dǎo)致全縣機(jī)動(dòng)車(chē)保有量呈逐年上升趨勢(shì)，造成汽車(chē)尾氣中NO2、CO排放量的上升。

2018-2020年是全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的三年時(shí)間，特別是2020年是打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、決勝全面建成小康社會(huì)和“十三五”規(guī)劃的收官之年，炎陵縣采用科學(xué)有效的管理方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)，并強(qiáng)化部門(mén)分工協(xié)作，推進(jìn)涉氣企業(yè)廢氣污染治理，淘汰落后產(chǎn)能，狠抓VOCs治理工作，督促企業(yè)節(jié)能減排進(jìn)度，對(duì)城區(qū)露天燒烤及秸桿焚燒加大整治力度，開(kāi)展道路揚(yáng)塵污染防治，這些措施都有效地提高了炎陵縣的環(huán)境空氣質(zhì)量。

同時(shí)，因炎陵縣地處湘東南邊陲、井岡山西麓、羅霄山脈中段，屬于典型的山區(qū)，森林覆蓋率很高，達(dá)到83.55%，人口密度較低，自然環(huán)境非常好，人為造成的干擾較少，所以炎陵縣整體環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良。但因炎陵縣與南方相領(lǐng)縣有高山隔擋，南下的冷空氣攜帶了大量來(lái)自北方省份污染物，同時(shí)快速南下的冷空氣使得炎陵城區(qū)低空出現(xiàn)上暖下冷的逆溫層，污染物在炎陵地區(qū)積聚，不易擴(kuò)散。外來(lái)污染物的輸入，也是造成炎陵縣每年冬春季節(jié)PM10和PM2.5累積濃度較高的主要原因之一。

3.3 主要污染物月際變化

排放源的變化、所采取的環(huán)境保護(hù)措施和氣候條件的變化被認(rèn)為是城市空氣質(zhì)量變化的主要因素，其中氣候條件在短時(shí)間內(nèi)受人為干擾較少[5]?！笆濉逼陂g炎陵縣城區(qū)環(huán)境空氣主要污染物濃度月際變化趨勢(shì)如圖4所示，可以看出明顯的季節(jié)性特征，6項(xiàng)污染物中，PM2.5、PM10、NO2、SO2均呈“U”

圖4 “十三五”期間炎陵縣城區(qū)主要環(huán)境空氣污染物濃度月際變化趨勢(shì)

型變化規(guī)律，日均濃度在夏季(6-8月)比較低，在冬季(12月至次年2月)比較高，3-4/5月濃度迅速下降，5-8/9月在低濃度區(qū)間波動(dòng)，9-12月濃度逐漸上升。CO日均濃度呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律變化，說(shuō)明隨季節(jié)變化特性不明顯。O3質(zhì)量濃度呈波浪形型變化，時(shí)高時(shí)低，在1-4月快速上升，4-10月波浪型形上升，10-12月濃度又迅速下降。這與大多數(shù)城市的月變化規(guī)律基本一致，主要與氣候條件有關(guān)，臭氧濃度不是隨季節(jié)變化，是隨濕度及環(huán)境溫度影響而改變。環(huán)境溫度高濕度大就會(huì)引起臭氧濃度下降，反之溫度低濕度小臭氧濃度就高，冬季易形成逆溫層，加之形成靜穩(wěn)天氣，不利于污染物的擴(kuò)散，光照不強(qiáng)，不利于O3生成；而夏季光照強(qiáng)烈，光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)，易形成O3污染，而夏季大氣流通強(qiáng)，有利于污染物擴(kuò)散和稀釋。

炎陵縣出現(xiàn)輕度污染、中度污染及重度污染時(shí)的月份均是1-2月，首要污染物均是PM2.5，其中最高濃度出現(xiàn)在2016年的2月8日，日均濃度為198 μg/m3，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)4.7倍，與這一天是傳統(tǒng)節(jié)日即農(nóng)歷大年初一密切相關(guān)，炎陵縣屬于邊遠(yuǎn)小山城，春節(jié)期間還保留著燃放煙花炮竹大肆慶祝的風(fēng)氣，根據(jù)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站24小時(shí)濃度數(shù)據(jù)顯示，這一天超標(biāo)19個(gè)小時(shí)，其中有3個(gè)小時(shí)為重度污染。

4 結(jié) 論

(1)“十三五”期間，炎陵縣6項(xiàng)(SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3)環(huán)境空氣污染物年均濃度均達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中SO2、NO2、CO年均濃度達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。綜合指數(shù)呈逐年降低趨勢(shì)，環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率逐年上升，說(shuō)明環(huán)境空氣質(zhì)量是呈逐年變好趨勢(shì)。

(2)炎陵縣環(huán)境空氣主要污染物濃度表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性特征，6項(xiàng)污染物中，PM2.5、PM10、NO2、SO2表現(xiàn)出“U型變化規(guī)律，冬季濃度比較高，夏季濃度比較低。CO呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律變化。O3質(zhì)量濃度呈波浪形變化，時(shí)高時(shí)低，只有在夏季時(shí)質(zhì)量濃度在低濃度區(qū)間波動(dòng)。