2013-2016年徐州市區環境空氣質量現狀分析

李昌龍

（徐州市環境監測中心站，江蘇 徐州 221002）

2013-2016年徐州市區環境空氣質量現狀分析

李昌龍

（徐州市環境監測中心站，江蘇 徐州 221002）

本文采用環境空氣質量綜合指數法和環境空氣質量指數法對2013-2016年徐州市環境空氣中主要污染物（SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5）的監測資料進行評價，分析徐州市區環境空氣質量的現狀、污染物特征以及季節性變化趨勢。結果表明：2013-2016年徐州市區環境空氣達到二級以上的天數為893 d，優良率為61.9%；其中2016年優良率達65.0%，較2013年上升11.4%；徐州市區空氣質量呈現夏季較好，秋季和春季次之，冬季最差的季節性變化特征；在春季和秋季，PM10和PM2.5為主要污染物，夏季O3為主要污染物，冬季PM2.5為主要污染物。2013-2016年徐州市區空氣中PM10和PM2.5年均濃度均超過國家空氣質量二級標準。

空氣質量；污染物；空氣質量指數；綜合指數；首要污染物

大氣環境質量是城市環境質量的重要組成部分，也是城市可持續發展的基礎。隨著社會經濟的發展，城市化進程加快，機動車保有量持續增加，大氣環境問題日益突出，特別是重污染天氣頻發嚴重危害人類的健康。大氣中的細顆粒物通過人體呼吸進入肺部，可導致呼吸系統和心腦血管等疾病[1]。我國大氣顆粒物污染特點表現為：細顆粒物污染逐步加重，呈復合型污染特征[2-3]。薛帥征等指出，鄭州市空氣質量夏季最好，秋、春季次之，冬季最差，具有明顯的季節變化規律[4]；劉正實等指出，受城市建設、產業結構、氣象條件、交通尾氣的影響，渝北區空氣質量的首要污染物為PM2.5[5]；徐蕾通過2005-2009年的監測數據指出，徐州市區空氣污染以煤煙型為主，PM10是影響環境空氣質量的首要污染物[6]。本文根據2013-2016年徐州市區環境空氣質量的監測數據，采用環境空氣質量綜合指數法和環境空氣質量指數（AQI）法分析了徐州市區環境空氣質量的現狀、污染物特征以及季節性變化趨勢，為當地政府針對性地開展污染物治理、大氣環境質量精細化管理提供依據[7-9]。

1 區域概況

徐州位于江蘇西北部內陸地區，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年均降水量650～850 mm，降雨量較少，且集中分布在7、8月份。徐州地處中心黃泛區，沙淤土壤特質明顯，顆粒物污染負荷比大，隨著城市建設的加快，徐州市區在建和施工的工地較多，裸土面積較多，空氣干燥，客觀上極易產生揚塵。徐州市周圍多面環山，這相當于一個局部小盆地，整體不利于污染物的擴散；靜穩條件下，污染物更容易持續累積，污染加重。徐州市作為內陸資源型工業城市，以能源和資源消耗型為主，煤炭、電力、冶金、焦化、建材、重工業為等傳統行業為經濟支柱，煤的消費總量過大，年消耗煤炭4 500～5 500萬t，電煤比重僅為48%。進入冬季采暖期后，燃煤量特別是散煤量上升，污染物排放量增加，空氣污染加重。另外，受冷空氣前鋒東移南下影響，京津冀及周邊區域的污染物容易傳輸至本市，與本地積累的污染物疊加，加重了空氣污染程度[10-11]。

2 結果與討論

2.1 資料來源

徐州市區環境空氣質量由黃河新村等7個國控站點的監測數據進行評價，點位分布如圖1所示。各監測點2013年開始按照《環境空氣質量監測點位布設技術規范（試行）（HJ664-2013）》的要求開展SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5 6種污染物的監測，各污染濃度值、空氣質量分指數以及空氣質量指數在徐州市空氣質量指數（AQI）發布平臺（http://218.3.235.59:8023/）逐時對公眾發布。

圖1 徐州市區環境空氣自動監測點位分布

2.2 空氣質量指數法評價

2.2.1 空氣質量概況

由表1可知，按照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）評價，2013-2016年徐州市區環境空氣實際有效監測天數共計1 443 d，達到二級以上的天數為893 d，優良率61.9%；輕度污染和中度污染天數分別為363 d和97 d，占比25.2%和6.7%；出現重度污染和嚴重污染日共有90 d，占比6.2%；其中嚴重污染日11 d。另外，2014年和2016年優良天數最多，均為238 d，比2015年同期增加13 d；比2013年同期增加46 d。大氣重污染天數2013年最多，共有37 d，比2015年增加17 d，比2014年增加20 d，比2016年增加21 d。

表1 徐州市區2013-2016年環境空氣質量類別統計

2.2.2 空氣質量月變化

2013-2016年徐州市區環境空氣質量類別和優良率的月變化如圖2所示。從圖2可知，2013-2016年徐州市區1月、2月和12月優良率均較低，優良率在50%以下；7-9月份優良率較高，優良率均在75%以上；以3-5月為春季，其余季節依次類推，優良天數分別為227 d、289 d、262 d和115 d；優良率分別為63.8%、79.2%、72.4%和31.9%。2013-2016年徐州市區出現重污染日的天數共計90 d，首要污染物有88 d為PM2.5，2 d為PM10；其中1月出現30 d，占比32.2%；12月份出現27 d，占比29.0%；按季節進行統計，有69 d出現在冬季，占比74.2%，首要污染物均為PM2.5。另外，2013年和2014年5、6月份優良率明顯較低，特別是2013年6月僅為30.0%，并出現6 d的重污染日，首要污染物為PM2.5；這主要是因為5、6月份徐州市及周邊地區進入麥收季節，麥收作業過程造成顆粒物濃度升高，并且局地焚燒秸稈的現象造成重度污染過程的出現。在相關部門加強管理采取有關措施之后，秸稈焚燒問題得到有效解決，2015和2016年6月沒有出現重污染日，優良率分別為70.0%和73.3%，有較明顯提高。徐州市區空氣質量呈現夏季空氣最好，秋季和春季次之，冬季最差的季節性變化特征。

圖2 2013-2016年徐州市區空氣質量類別和優良率月變化

2.2.3 首要污染物變化情況

表2 2013-2016年徐州市區環境空氣中首要污染物分布情況

2013-2016年徐州市區環境空氣中首要污染物的月變化如表2所示。2013-2016年徐州市區環境空氣中出現首要污染物的天數共計1 359 d，主要污染物為PM2.5、PM10、O3-8h、NO2和SO2，各污染物成為首要污染物的天數分別為574 d、456 d、343 d、13 d和3 d，占比分別為42.2%、33.6%、24.2%、0.96%和0.22%。以3-5月為春季，其余季節以此類推，徐州市環境空氣中各污染物呈現明顯的季節性變化特征，春季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數分別為163 d、134 d和77 d，占比分別為43.6%、35.8%和20.6%；夏季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數分別為71 d、48 d和204 d，占比分別為22.0%、14.9%和63.2%；秋季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數分別為136 d、62 d和128 d，占比分別為40.0%、37.6%和18.2%；冬季PM10和PM2.5成為首要污染物的天數分別為86 d和264 d，占比分別為24.6%和75.4%。NO2成為首要污染物為13 d，主要出現在2013年和2016年秋季；SO2成為首要污染物為3 d，集中出現在2013年1月和12月。因此，在春季和秋季，徐州市區環境空氣以PM10和PM2.5為主要污染物，冬季以PM2.5為主要污染物；夏季則以O3-8h為主要污染物。

2.3 空氣質量綜合指數法評價

2.3.1 主要污染物濃度

2013-2016年，徐州市區環境空氣中SO2年均濃度范圍在35～52 μg/m3，均未出現超標現象。SO2年均濃度2014年和2015年均為38 μg/m3，2016年為35 μg/m3，與2013年相比均有較明顯下降。NO2年均濃度范圍為37～47 μg/m3，2013年和2016年年均濃度均出現超標情況，分別超標0.18倍和0.05倍；整體呈現先減后緩慢上升的趨勢。PM10年年均濃度范圍為118～123 μg/m3，年均濃度均超標，分別超標0.76倍、0.70倍、0.74倍和0.69倍，整體變化幅度較小。CO 24 h平均濃度的第95百分位數范圍為2.0～3.1 mg/m3，均不超標。2013年O3日最大8 h滑動平均值的第90百分位數為169 μg/m3，超標0.06倍；2014-2016年濃度均為153 μg/m3，均不超標。PM2.5年均濃度范圍為60～77 μg/m3，分別超標1.20倍、0.91倍、0.86倍和0.71倍；整體呈現緩慢下降的趨勢。

2016年，徐州市區空氣質量綜合指數為6.54，與2013年（7.85）相比有明顯下降；2014年、2015年和2016年整體變化幅度較小；從環境空氣質量單項指數看，徐州市區主要污染物為PM2.5和PM10，其次是O3。

表3 2013-2016年徐州市區大氣環境質量監測結果

2.3.2 污染物超標日分布

2013-2016年徐州市區環境空氣中各污染物超標日分布如表4所示。從表4可知，按照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）評價，2013-2016年徐州市區環境空氣中SO2、NO2、PM10、O3-8h和PM2.5出現超標天數分別為4 d、44 d、362 d、126d和445 d，超標率分別為0.27%、3.02%、24.9%、8.65%和30.8%。其中，SO2超標日集中出現在2013年冬季，NO2超標日出現在秋季共10 d，冬季為34 d。PM10日均濃度出現超標的天數共計362 d，超標率24.8%；其中春、夏、秋和冬季出現PM10超標日的天數分別為84 d、23 d、64 d和191 d；超標率分別為23.1%、6.3%、17.8%和53.1%。O3-8h濃度出現超標的天數共計126 d，超標率8.65%；春、夏、秋季出現臭氧濃度超標日的天數分別為40 d、66d和20 d；超標率分別為10.9%、18.0%和5.51%。PM2.5日均濃度出現超標的天數共計445 d，超標率30.8%；春、夏、秋和冬季出現PM2.5超標日的天數分別為90 d、35 d、85 d和235 d；超標率分別為25.2%、9.59%、23.4%和65.3%。因此，徐州市環境空氣中PM10和PM2.5超標日主要出現在冬季，其次是春季、秋季，夏季超標率較小。臭氧超標主要出現在夏季，其次是春季和秋季，冬季未出現超標的情況。

表4 2013-2016年徐州市區空氣污染物超標天數情況

3 結論

（1）2013-2016年徐州市區環境空氣達到二級以上的天數為893 d，優良率61.9%；出現重度污染和嚴重污染日共有90 d，其中嚴重污染日為11 d。2013年出現重污染天氣最多，共有37 d；徐州市區空氣質量呈現夏季空氣較好，秋季和春季次之，冬季最差的季節性變化特征；7-9月份優良率較高，優良率均在75%以上；重污染日主要出現在冬季。2013-2016年徐州市區環境空氣中PM10和PM2.5年均濃度均超過國家空氣質量二級標準，SO2年均濃度和CO 24 h平均濃度第95百分位數均不超標，NO2年均濃度在2013年和2016年出現超標，O3日最大8 h滑動平均值在2013年出現超標；2016年空氣質量與2013年相比，各污染物濃度均有所下降。

（2）2013-2016年徐州市環境空氣中PM2.5、PM10和O3-8h成為首要污染物的比例分別為42.2%、33.6%和24.2%；其中在春季和秋季，以PM10和PM2.5為主要污染物，冬季以PM2.5為主要污染物；夏季則以O3-8h為主要污染物。

（3）2013-2016年PM10和PM2.5日均濃度超標率分別為24.8%和30.8%；在冬季PM10和PM2.5日均濃度超標率分別達到52.9%和65.1%，超標率明顯較高，其次是春季、秋季，夏季超標率較小；O3日最大8 h滑動平均值的第90百分位數超標率8.62%，超標日主要出現在夏季，超標率達到18.0%，其次是春季和秋季，冬季未出現超標的情況。

1 孫志豪，崔燕平.PM2.5對人體健康影響研究概述[J].環境科技，2013，26（4）：75-78.

2 肖致美，畢曉輝，馮銀廠，等.寧波市環境空氣中PM10和PM2.5來源解析[J].環境科學研究，2012，25（5）：549-555.

3 戴昭鑫，張云芝，胡云鋒，等.基于地面監測數據的2013-2015年長三角地區PM2.5時空特征[J].長江流域資源與環境，2016，25（5）：813-821.

4 薛帥征，任珊珊，張朋飛，等.2009-2012年鄭州市空氣質量的時間分布研究[J].湖南農業科學，2013，（19）：81-84.

5 劉正實，吳小華，李小紅，等.渝北區環境空氣質量現狀及污染原因分析[J].地球與環境，2016，44（2）：225-230.

6 徐 蕾.徐州市區PM10濃度時間分布特征[J].中國資源綜合利用，2012，30（11）：51-54.

7 中華人民共和國環境保護部，中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局.GB309-2012環境空氣質量標準[S].北京：中國環境科學出版社，2012.

8 中華人民共和國環境保護部．HJ 663-2013 環境空氣質量評價技術規范（試行）[S].北京：中國環境科學出版社，2013．

9 中華人民共和國環境保護部．HJ 633-2012 環境空氣質量指數（AQI）技術規定[S]．北京：中國環境科學出版社，2012．

10 饒永才，魏 超，王靜怡，等.徐州市大氣污染成因及重污染天氣途徑分析[J].中國資源綜合利用，2017，35（1）：56-58.

11 徐州市統計局，國家統計局徐州調查隊.徐州統計年鑒[M].徐州：中國統計出版社，2015.

Research on Xuzhou Air Quality Status during 2013-2016

Li Changlong
(Xuzhou Environment Monitoring Center Station, Xuzhou 221002, China)

The environmental monitoring data of SO2, NO2, PM10, CO, O3and PM2.5 of seven state control stations in Xuzhou urban from 2013 to 2016 were evaluated by environmental air quality composite index and environmental air quality index (AQI) to study the status of environmental air quality, pollutant characteristics and seasonal variation trend in Xuzhou urban area.The result showed that the number of days of excellent air quality was 893 and the air quality rate was 61.9% from 2013 to 2016.The air quality rate was 65.0% in 2016, which was obviously better than that in 2013.Air quality distribution has obvious seasonal variation rules, namely the best air quality is in summer, that in autumn and spring followed, and the worst is in winter.PM10 and PM2.5 are the main pollutants in spring and autumn in Xuzhou, O3in summer and PM2.5 in winter.Annual average concentration of PM10 and PM2.5 exceeded the national air quality standards Ⅱ.

air quality; pollutants; air quality index; composite index; primary pollutants

X51

A

1008-9500(2017)10-0103-05

2017-08-12

李昌龍（1984-），男，山東泰安人，碩士研究生，中級工程師，從事大氣環境監測與分析。