2016年彭山城區環境空氣質量及分布特征分析

張汝波

(眉山市環境監測中心站，四川 眉山 620010)

2016年彭山城區環境空氣質量及分布特征分析

張汝波

(眉山市環境監測中心站，四川 眉山 620010)

基于彭山城區2016年空氣質量監測數據，采用空氣質量指數(AQI)對各污染物進行評價。分析了彭山城區空氣質量狀況，以及污染物濃度分布特征，并做了相關性分析。結果表明：空氣質量達標率為62%，首要特征污染物為PM2.5。SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的季平均濃度夏季低，冬季高，月均濃度變化趨勢總體呈V型。O3為夏季首要污染物。各污染物之間相關性極顯著，O3與其他5種污染物呈負相關關系。

彭山城區；環境空氣質量；分布特征；分析

近年來對中小城市空氣質量變化的研究將逐漸成為重點和熱點[1]。眉山市彭山區位于四川盆地西部，地處岷江中游，北接成都，是四川天府新區建設的一部分。根據2016年1月1日正式實施的《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)，本文對2016年彭山城區的環境空氣質量及分布特征進行了分析，用空氣質量指數(AQI)替代原來的空氣污染指數(API)，參與評價的主要污染物由原來的SO2、NO2、PM10三項，變為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3六項，評價結果更加全面客觀。通過分析空氣質量及分布特征，掌握空氣質量變化規律，在大氣污染防治和制定污染預防措施方面具有重要意義[2]。

1 材料與方法

1.1 數據來源

基礎數據來源于眉山市彭山區環境空氣自動監測站。該站位于彭山區鳳鳴鎮一環北路24號，區環保局樓頂(103.87°E，30.20°N)，樓高5層15米，周圍有街道、體育場、民房及商鋪等，屬城市商業、文化及住宅混合區。由于此空氣自動站地處彭山區中心城區，因此該站采集的數據能夠客觀反映彭山城區的環境空氣質量狀況。監測參數為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3，數據收集時段為2016年1月1日至2016年12月31日。設備廠家及型號、監測頻率和監測方法見表1。

表1 監測設備、監測頻率及監測方法

1.2 數據處理

根據環境空氣功能區的分類標準，彭山區屬于二類區，執行《環境空氣質量標準》( GB3095-2012) 中的二級標準。空氣質量等級和首要污染物按照空氣質量指數( AQI) 進行評價，數據統計方法參照《環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行)》(HJ633—2012)。空氣污染指數劃分為0～50、51～100、101～150、151～200、201～300和大于300六檔，對應于空氣質量的六個級別。空氣質量指數類別分為優、良、輕度污染、中度污染、重度污染和嚴重污染六級，對應空氣質量指數級別的一級、二級、三級、四級、五級和六級。本文采用Excel軟件繪圖，SPSS軟件做相關性分析。

2 結果與分析

2.1 空氣質量狀況

2.1.1 空氣質量等級

空氣質量等級分布比例見圖1。全年有效天數362天，按空氣質量等級排列為：良>輕度污染>中度污染>優>重度污染>嚴重污染。全年環境空氣優良天數224天，達標率為62%；輕度污染及以上天數138天，超標率為38%。優級天數7月出現最多。良級主要出現在4～10月。輕度污染主要集中在1～3月、11月和12月。中度污染主要集中在12月。重度污染集中在1月、11月和12月。全年只出現1次嚴重污染，發生在2月8日，系春節集中燃放煙花爆竹所致。其中，9月達標天數比例占到96.6%，為全年空氣質量最好月份。這是因為夏秋之交的9月，雨水充足，天高氣爽，污染物易擴散。12月污染最嚴重，主要是由于氣溫降低使得逆溫頻率增加和機動車尾氣排放增加。

圖1 空氣質量等級分布比例

2.1.2 首要污染物

單日首要污染物主要有PM10、PM2.5和O3。當空氣質量等級達到優級，即AQI≤50時，當日無首要污染物。2016年彭山城區首要特征污染物為PM2.5，共計149天，比例41%。其次是O3和PM10，分別占到27%和25%，無首要污染物天數最少，只有25天，占全年7%。首要污染物中，PM2.5每月出現天數呈W分布，全年集中出現在1～3月和10～12月。PM10和O3呈M分布，PM10在3～5月和9～10月出現天數較多，O3在6～8月出現天數最多。首要污染物月際變化見圖2。

圖2 首要污染物月際變化圖

2.2 污染物濃度分布特征

2.2.1 污染物濃度水平

各污染物濃度水平見表2(CO年平均計算日平均第95百分位數，O3年平均計算日最大8小時滑動平均值的第90百分位數)。參照《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)二級標準限值(CO和O3無年平均濃度限值)，PM2.5年平均濃度超標率80%，日最高濃度超標倍數約2.5倍。PM10年平均濃度超標率60%，日最高濃度超標倍數約1.4倍。PM2.5、PM10全年超標110天和83天，污染貢獻率分別達到30%和28%。這與當地氣候特征、工業排放、揚塵、機動車尾氣等因素有關。SO2和NO2年均濃度低于標準值，濃度變化范圍不顯著。這是由于近年來當地實行煤改氣和總量控制等措施，空氣污染已表現為復合型污染特征。與彭山周邊地區眉山[3]、成都[4]、樂山[5]相比，城區大氣污染特征相似。顆粒物污染將是未來一段時間彭山大氣污染治理的重點方向。

表2 污染物濃度水平(單位：mg/m3)

2.2.2 濃度季節分布特征

每個城市由于所處地理位置及氣候條件的差異，空氣污染特征也表現出明顯的差異性，以天文季節與氣候季節相結合來劃分彭山的四季。即3 月、4 月、5 月為春季，6 月、7 月、8 月為夏季，9月、10 月、11 月為秋季，12 月、1 月、2 月為冬季[6]。各污染物季平均濃度見表3。

表3 污染物濃度季節分布(單位：mg/m3)

由表3可知，各污染物濃度表現出明顯的季節變化規律。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO季平均濃度夏季低，冬季高。這是受四川盆地氣候條件影響，冬季干燥少雨、氣溫偏低，逆溫天氣出現頻繁，這種下冷上熱的逆溫層結一旦形成，空氣無法上下對流，污染物積聚在低空很難擴散，導致污染物濃度升高。而夏季大氣對流作用加劇，不易出現逆溫現象。同時，夏季頻繁的降雨及大風天氣，有利于污染物的擴散和清除。O3季平均濃度夏季高，冬季低。這是由于空氣中的O3不是直接排放出來的，而是一種二次污染物。夏季陽光照射強烈、氣溫升高，易將汽車尾氣和工業排放物釋放出的氮氧化物氣體(NOX)和揮發性有機化合物(VOC)合成O3。與此同時，隨著夏季PM10和PM2.5濃度下降，O3濃度偏高的頻率增加，O3逐漸成為夏季首要污染物。

2.2.3 濃度月分布特征

各污染物月均濃度變化特征見圖3。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO月均濃度變化趨勢總體呈V型。SO2和NO2月均濃度變化范圍較小，7～ 9月最低，1月最高；PM10和PM2.5月均濃度7月最低，12月最高；CO月均濃度5月最低，12月最高。而O3月均濃度12月最低，5月最高。PM2.5和PM10的月均濃度變化趨勢基本一致，主要是受當地氣候因素影響，且PM2.5和PM10是一種包含關系，PM2.5一般占PM10的0.5～0.8之間[7]。O3濃度月均變化特征與其他5種污染物的變化趨勢剛好相反，呈負相關性關系。

圖3 污染物濃度逐月分布

3 污染物相關性分析

通過SPSS軟件對2016年彭山城區大氣中SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3的濃度變化進行相關性分析，分析結果見表4。PM10和PM2.5相關系數為0.918，相關性極顯著，說明兩者具有相同污染來源。SO2與NO2之間相關系數為0.767，相關性極顯著，說明兩者可能有相同的污染源，或者二者經歷了相同的擴散過程或物理化學反應過程。SO2與PM10、PM2.5之間相關性極顯著，這是由于PM10、PM2.5是顆粒相，可作為SO2、NO2的載體，為硫酸和硝酸的形成提供了反應界面，并且顆粒物所攜帶的部分金屬元素能催化這個反應過程[8]。NO2與PM10、PM2.5之間相關性極顯著，說明他們之間可能存在一定的相似性和相同的變化原因。CO與NO2、 PM10、PM2.5之間相關性極顯著，表明它們可能具有相同污染源，如汽車尾氣，或以一定的方式組合而存在。O3與SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO之間呈現負相關關系，相關性顯著。說明O3濃度變化除了受氣象條件影響外，與汽車尾氣、工業排放等釋放的污染物濃度也有很大關系。

表4 相關性分析結果

注：**表示在0.01水平(雙側)上顯著相關。

4 結 論

(1)2016年彭山城區環境空氣優良天數224天，達標率為62%。污染天數138天，超標率為38%。9月空氣質量最好，12月污染最嚴重。全年首要特征污染物為PM2.5，共計149天，比例41%。

(2)PM2.5和PM10年均濃度超標，全年超標110天和83天，污染貢獻率分別為30%和28%。SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的季平均濃度夏季低，冬季高，O3為夏季首要污染物。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO月均濃度變化趨勢總體呈V型，O3濃度變化趨勢與之相反。

(3)各污染物之間相關性極顯著，O3與其他5種污染物呈負相關關系。

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[6]唐東民，梁赟，郭強，曾容.眉山市空氣質量時間變化規律研究[J].境科學與管理，2015，40(7)：132-134.

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Analysis of Environmental Air Quality and Distribution Characteristics of Pengshan UrbanArea in 2016

ZHANG Rubo

(Environmental Monitoring Center Station of Meishan，Meishan Sichuan 620010)

Based on the air quality monitoring data of Pengshan urbanarea in 2016，the air quality index (AQI) is used to evaluate the pollutants. The air quality and pollutant concentration distribution are analyzed，and correlation analysis is done.

Pengshan urbanarea；environmental air quality；distribution characteristics；analysis

張汝波，碩士，工程師，主要從事環境監測工作

X831

A

1673-288X(2017)02-0173-03

引用文獻格式：張汝波.2016年彭山城區環境空氣質量及分布特征分析[J].環境與可持續發展，2017，42(2)：173-175.