


摘要:本文采用綜合指數法和空氣質量指數法(AQI)對2015-2018年漳州市城區環境空氣質量的年度和月度情況進行分析。結果表明:2015-2018年漳州市城區環境空氣綜合指數先升后降,空氣質量有所改善,但絕對值仍然較高,污染形勢嚴峻,達標率呈逐年下降趨勢,超標天數逐年遞增;超標污染物主要以O3-8h和PM2.5為主,臭氧易超標時段為春末、夏季和初秋(4-10月),PM2.5易超標時段為冬季和初春(12、1-3月)。空氣質量主要與城市地形及布局、氣象擴散條件、本地污染物積累、區域傳輸等方面有關。
關鍵詞:AQI;環境空氣質量;O3-8h;PM2.5;城市地形及布局;氣象擴散條件;本地污染物積累
中圖分類號:X83 文獻標識碼:A 文章編號:2095-672X(2019)05-0-02
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.099
Abstract:In this paper, analysis of the annual and monthly environmental air quality of Zhangzhou urban was based on the comprehensive index method and air quality index method (AQI) from 2015 to 2018. The results indicate that: the comprehensive index of environmental air in Zhangzhou urban was increased first and decreased afterwards in 2015-2018, the air quality has been improved. But the status of pollution was austere by the high absolute value, the decrease of standard-reaching rate year by year and increasing of days exceeding the standard year by year. the main pollutants exceeding the standards were O3-8h and PM2.5. The period of ozone exceeding the standards was late spring, summer and early autumn (April to October). The period of PM2.5 exceeding the standards was winter and early spring (December, January to March).Air quality was mainly related to urban terrain and layout, meteorological diffusion conditions, local pollutant accumulation, regional transmission and other aspects.
Key words:AQI;Ambient air quality;O3-8h;PM2.5;Urban land type and layout;Meteorological diffusion conditions;Local pollutant accumulation
隨著城市和工業的發展步伐加快,居民消費水平不斷提高,能源和資源消耗也在不斷地增加,環境空氣污染形勢也日漸嚴峻,以PM10和PM2.5的大氣問題日益突出[1],并逐漸轉變為以PM2.5和O3-8h為主的環境空氣問題。
漳州市作為實施新空氣質量標準的城市,2015年起執行新的《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)[2],本文根據《環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行》(HJ633-2012)[3]、《環境空氣質量評價技術規范》(試行)(HJ663-2013)[4]以及生態環境部印發的《城市環境空氣質量排名技術規定》,對年度及月度城市環境空氣質量進行評價,通過分析2015-2018年漳州市城區國控空氣點位監測數據,總結漳州市城區環境空氣質量變化規律及影響因素[1],為漳州市城區環境空氣質量改善提供建議與對策。
1 數據來源與評價方法
1.1 數據來源
漳州市城區設有3個環境空氣質量自動監測國控點位,其中評價點2個,對照點1個,分別位于漳州三中、漳州藍田鎮和漳州九湖地震臺。本文數據源于漳州三中、漳州藍田鎮2個評價點位,對照點位監測數據不參與評價,采用2015年1月1日-2018年12月31日監測數據進行城市空氣質量分析,監測項目為二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)共6項指標。
1.2 評價方法
1.2.1 綜合指數法
綜合指數主要用于年度和月度評價,是指評價時段內,參與評價的各項污染物的單項質量指數之和[4]。
1.2.2 空氣質量指數法(AQI)
空氣質量指數用于日報和實時報,是在參與評價的各項污染物分指數(IAQI)中,取最大的分指數為該時段的空氣質量指數(AQI)[3]。
2 結果與分析
2.1 污染物的年度變化分析
2.1.1 綜合指數年度變化分析
2015-2018年漳州市城區年度空氣質量指數統計結果見表1,其中O3質量指數為日最大8小時滑動平均值的第90百分位數,CO質量指數為日平均值的第95百分位數,其余各項的質量指數為日平均值,單項指數最大的項目為首要污染物。2015-2018年綜合指數平均值為3.88。
除2015年外,其他年度綜合指數均在平均值以上,綜合指數絕對值較高,2015-2017年綜合指數呈逐年上升趨勢,2018年有所下降,空氣質量整體有所改善,在福建省仍處于落后水平。目前城區內主要有藍田、金峰經濟開發區,主導風向上風向為臺商投資區,企業密集,本地污染物積累多[5];漳州依山面海,西北多山遮擋,小風、靜風日多,東南受海陸風及河谷效應影響,盛行偏東風,此外城區內沿江高層密封式建筑阻隔了空氣流通廊道,城郊溫差大,形成熱島效應等,均不利于污染物稀釋和擴散;2018年漳州市委市政府堅決打好污染防治攻堅戰,全面開展大氣綜合整治,空氣質量綜合指數較前年有所下降,空氣質量有所改善。2015-2016年各污染物的年均質量指數前4項為:PM2.5>PM10>NO2>O3-8h,2017年為:PM2.5>O3-8h>PM10>NO2,O3-8h質量指數突增,比重躍居第二,2018年O3-8h質量指數超過PM2.5,且上升為年度首要污染物。
各單項質量指數中,SO2和CO質量指數2016年起呈逐年下降趨勢,這可能與漳州加快燃煤鍋爐淘汰、加強企業排放監管、開展餐飲油煙整治等有關[6];PM10和PM2.5的質量指數相近,絕對值均較高,可能與近幾年南江濱、“五湖四海”等大規模市政基礎設施建設和房地產開發,揚塵整治措施未能及時跟上有關[6];NO2質量指數無明顯變化,但絕對值略高,主要原因可能是工業排放的氮氧化物量雖然有所下降,但機動車保有量增加,排放的氮氧化物量增大[6],一減一增基本相抵;O3-8h質量指數從2017年起居高不下,主要原因是石油化工、印染、工業涂裝、包裝印刷等產業生產增多,導致揮發性有機物排放量增加,與氮氧化物在高溫、低風的氣象條件下,經過光化學反應生成臭氧,導致O3-8h濃度水平升高。
2.1.2 空氣質量指數(AQI)達標率年度變化分析
空氣質量指數(AQI)評價結果符合《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)和《環境空氣質量評價技術規范》(試行)(HJ663-2013)規定,即為達標,2015-2018年漳州市城區空氣質量指數(AQI)達標率統計結果如下表:
由表2可見,2015-2018年漳州市城區環境空氣質量達標率平均值為95.0%,空氣質量總體保持優良水平,2015年達標率最高,2018年達標率最低,達標率呈逐年下降趨勢,2017年下降最大,降幅達4.7%,2018年降幅有所減小為2.7%, 2018年雖然空氣質量總體有所改善,達標率降幅有所減小,但超標天數卻在遞增,應重點加強對超標污染物的管控。近年來地表溫度升高,寒潮大風頻次減少,熱帶氣旋及其強風頻次下降,導致近地面平均風速減弱,靜穩天氣增多,污染物的擴散條件差[7];漳州市東北面有長江三角洲工業基地,西南面有珠江三角洲工業基地,工業區高污染、高能耗企業密集,污染物排放強度大,受本地污染物積累和區域傳輸的雙重影響,易出現短時重污染天氣。
2.1.3 超標污染物年度變化分析
當污染物濃度超過國家二級標準,即IAQI大于100時,該項目為超標污染物。2015-2018年漳州市城區環境空氣超標污染物分布情況見圖1:
如圖1所示,2015-2018年超標天數共計72天,其中O3-8h超標53天,占比73.6%,PM2.5超標18天,占比25.0%,PM10超標1天,占比1.4%,超標污染物以PM2.5和O3-8h為主。PM10超標僅為2016年1天;PM2.5超標天數呈波動性變化,近4年平均為4.5天;O3-8h超標天數從2016年出現1天后,2017-2018年O3-8h超標天數均出現了大幅度增加,分別占當年度超標天數的88.0%和85.7%。臭氧超過細顆粒物成為主要超標污染物,臭氧防控態勢嚴峻,需要加強顆粒物和臭氧協同控制,持續有效地開展大氣污染防治行動。
2.2 污染物的月度變化分析
2.2.1 月綜合指數變化分析
2015-2018年漳州市城區空氣質量月綜合指數變化范圍為2.48-5.12,綜合指數最低的月份出現在6-7月,最高的月份出現在1月和3-4月,整體為中間低兩頭高,呈現“凹”字型,2015-2018年月綜合指數變化趨勢見圖2。
從圖2可見,秋末、冬季和初春為大氣污染較為集中時段。秋冬季夜間近地面空氣溫度低,而高層溫度高,容易形成逆溫層,加上多靜穩天氣,垂直水平擴散條件較差[7];2月綜合指數有一次大幅下降,主要原因可能與春節期間工廠企業和建筑工地停工、居民活動減少,污染物排放大量減少有關;3月明顯回升,可能與春節后工業生產大面積恢復、居民活動增多,污染物排放強度增加、北方取暖排放區域傳輸影響[5],以及風速小、相對濕度較大等氣象擴散條件不利有關[7]。
2.2.2 月超標天數分析
2015-2018年漳州市城區空氣質量指數(AQI)月超標情況見表3,超標天數72天中,12月、1-3月共20天超標,占比27.8%,其中19天為PM2.5超標,1天為PM10超標;4-10月共52天超標,占72.2%,均為O3-8h超標。
按季節劃分,12月和1-2月(冬季)超標天數共為14天,占比19.4%,超標污染物均為PM2.5,3-5月(春季)超標天數共為25天,占比34.7%,其中3月超標污染物為PM2.5和PM10,4-5月超標污染物為O3-8h;6-8月(夏季)超標天數共為14天,占比19.4%,超標污染物均為O3-8h;9-11月(秋季)超標天數共為19天,占比26.5%,超標污染物均為O3-8h,其中11月無超標天數。可見冬季(12、1-2月)和初春(3月)主要為PM2.5易超標季節,冬末、初春凌晨多大霧天氣,大霧時空氣相對濕度較大,空氣中的PM2.5遇濕膨脹,加強了其在空中懸浮的能力,容易加劇污染的程度[8]。春末、夏季和初秋(4-10月)為臭氧易超標時間,近2年漳州市城區年均溫度為全省最高23.1℃,4-10月月平均溫度均在20℃以上,受高溫及輻射影響的時間較長,有利于污染物的二次反應,又因本地污染排放量大,空氣中前體物濃度較高,共同影響下易導致臭氧濃度升高。
3 結論與建議
(1)2015-2018年漳州市城區環境空氣綜合指數先升后降,空氣質量有所改善,絕對值仍然較高,大氣污染形勢依然嚴峻。污染物平均占比前3位為PM2.5、PM10和O3-8h,近2年O3-8h質量指數突增,2018年已躍升成首要污染物。
(2)2015-2018年漳州市城區空氣質量達標率呈逐年下降趨勢,2015年最高為98.9%,2018年最低為90.4%,超標天數逐年遞增。超標污染物中,主要以O3-8h和PM2.5為主,分別占72.2%和26.4%。
(3)2015-2018年漳州市城區綜合指數最低的月份出現在6-7月,最高的月份出現在1月和3-4月,整體為中間低兩頭高,呈現“凹”字型,冬季(12、1-2月)和初春(3月)主要為PM2.5易超標季節,春末、夏季和初秋(4-10月)為臭氧易超標時段。
(4)漳州市城區空氣質量主要與城市地形及布局、氣象擴散條件、本地污染物積累、區域傳輸等方面有關。建議政府及有關部門可從優化能源及產業結構布局、推動產業升級、節能減排、重點涉揮發性有機物企業管控,提高城市道路通行效能、優化交通機構,嚴格城建規劃用地管理和揚塵防控、開展露天焚燒監管、油煙整治等方面展開綜合治理。
參考文獻
[1]游國云.都勻市環境空氣質量現狀及影響因素分析[J].環境與發展,2018,30(10):129-131.
[2] GB309-2012,環境空氣質量標準[S].
[3] HJ633-2012,環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行)[S].
[4]HJ663-2013環境空氣質量評價技術規范(試行)[S].
[5]高明,郭峰.城市化對空氣質量的影響研究——以京津冀城市群為例[J].環境經濟研究,2018,3(03):88-105.
[6]譚志輝.銅仁市環境空氣污染問題的影響因素及治理對策研究[J].環境與發展,2018,30(06):67+69.
[7]李育慧. 漳州市大氣顆粒物時空分布特征及其與氣象條件的關系[A].中國氣象學會.第35屆中國氣象學會年會 S12大氣成分與天氣、氣候變化與環境影響暨環境氣象預報及影響評估[C].中國氣象學會:中國氣象學會,2018:7.
[8]楊文峰,李星敏,陳闖,劉瑞芳,杜川利.西安市兩次霧霾期間氣象要素和氣溶膠特性分析[J].中國環境科學,2015,35(08):2298-2306.
收稿日期:2019-03-30
作者簡介:林捷(1991-),女,漢族,本科學歷,助理工程師,研究方向為環境空氣自動監測、管理、分析和空氣預警預報等。