廣安市城區首要污染物規律分析探討

摘要：本文利用2015～2019年廣安市主城區空氣質量自動監測數據，初步分析了首要污染物的年際和月際變化規律，對超標日首要污染物年際變化進行了研究。結果表明：廣安市主城區的首要污染物主要為O3和PM2.5為主，其次為PM10，其中冬季（12月～2月）以PM2.5為主，4月～9月以O3為主。本文研究結果對廣安市主城區空氣質量預報和污染防治有一定的指導意義。

關鍵詞：首要污染物;PM2.5;O3

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.014

Analysis and discussion on the rule of primary pollutants in Guang，an urban area

Fu Lingling

（Sichuan Guang'an Ecological Environment Monitoring Center Station，Guang'an Sichuan 638000，China）

Abstract：Based on the automatic monitoring data of air monitoring stations in Guang，an urban area from 2015 to 2019，the paper analyzed the annual and monthly changes of the law of primary pollutants.Annual changes of primary pollutants in exceeding day were analyzed.The results showed that，the chief pollutants affecting in Guang，an urban area were mainly O3and PM2.5，followed by PM10，in which the main pollutants were mainly PM2.5 in winter from December to February，and the dominant pollutants were mainly O3 from April to September.The results of this paper arecertainguidancefor air quality prediction and pollution control in Guang，an urban area.

Key words：Primary pollutants;PM2.5;O3

廣安位于四川省東部，地處盆地東部山區邊緣，是三峽庫區發展的接力帶，處于川渝結合部;屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，氣象條件差，風速小，靜風頻率高;年平均氣溫16℃，最冷月（1月）平均氣溫3℃，最熱月（7月）平均氣溫33℃。近年來，PM2.5作為廣安市城區空氣的主要超標首要污染物，越來越引起公眾的重視。但是隨著夏季O3污染占比增加，廣安市大氣污染防治的趨勢，從治霾轉向PM2.5和O3協同控制。

1 前言

本文收集整理了2015～2019年空氣污染物濃度及日平均 AQI 指數等資料來進行統計分析。空氣質量資料來源于廣安市主城區所有4個環境空氣質量自動監測站的每天連續24h自動監測數據的平均值，其監測資料對廣安市主城區具有一定的代表性。按照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）及其修改單、《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ633-2012）和《環境空氣質量評價技術規范（試行）》（HJ663-2013）評價6項污染物[1-3]。

2 廣安市主城區首要污染物變化規律

2.1 首要污染物年變化

2015～2019年廣安市主城區空氣質量自動監測共有效監測1826天，圖1為首要污染物統計圖，表1為年均濃度統計表。從圖1中可以看出，廣安市主城區首要污染物只有3種：PM2.5、PM10和O3。2015～2019年O3作為首要污染物的占比平均為38%，在35%～42%波動，RSD為9%，最穩定，是廣安市主城區第一首要污染物;PM2.5占比平均為36%，在20%～43%波動，RSD為26，是第二首要污染物;PM10占比平均為26%，在16%～43%波動，RSD為40%。2015年O3為第一首要污染物，2017年PM10為第一首要污染物，其他年份均以PM2.5為第一首要污染物。

研究表明廣安市主城區PM10主要來源于顆粒物的一次性排放[4];PM2.5來源復雜，既有工業污染源、建筑工地、道路揚塵、農業污染源等粉塵的一次性排放，又有空氣中的二氧化硫、氮氧化物、氨和揮發性有機物等氣態前體物在大氣中通過化學反應二次生成[4]。2015年實施《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）起，PM10和PM2.5年均濃度均逐漸降低。與國家空氣質量二級標準比較，PM10在2018年首次達標;PM2.5在2019年首次達標。2016年冬季廣州禾信儀器股份有限公司對廣安市大氣PM2.5進行了在線源解析，從化學成分上看，監測期間廣安市顆粒物主要成分為元素碳（39.7%）與富鉀顆粒（35.4%），其次為有機碳（7.8%）和左旋葡聚糖（7.7%），礦物質元素、混合碳、高分子有機碳和重金屬顆粒等占比均低于5%。表明受煤炭燃燒、機動車尾氣、垃圾焚燒、秸稈和落葉等生物質燃燒等一次排放及二次轉化影響較為嚴重;污染天氣期間，由于氣象條件不利于大氣顆粒物擴散，機動車尾氣及燃煤顆粒物排放累積，與二次無機顆粒物基本保持相對穩定的高水平，三者成為主要的污染源。PM10主要來源于顆粒物的一次性排放，治理措施相對容易;但PM2.5來源廣泛，治理難度大。

從2015開展監測以來，O3濃度逐年下降，下降趨勢有波動，最低濃度為132μg/m3（2018年），2019年有所回升，同比增長3.2%。近年來研究發現臭氧是典型的二次污染物，前體物主要是氮氧化物（NOx）和揮發性有機污染物（VOCS來自機動車、石化工業排放和有機溶劑的揮發等）[5]。四川省臭氧濃度逐年上升，越來越引起人們關注[6-7]。

2.2 首要污染物月變化

圖2為2015～2019年廣安市首要污染物占比月統計圖，可以看出首要污染物月變化規律，1～2月和12月首要污染物以PM2.5為主，其次PM10;3和10～11月以PM10為主、其次PM2.5;4～9月以O3為主，其次PM10。PM2. 5在 1～7月呈下降趨勢，8～12月呈上升趨勢，全年呈“U”字，冬季占比最多（79%），其次是秋季（28%）和春季（19%），夏季最低;PM10逐月變化特征并不顯著，各月均有出現，秋季占比最多（47%），其次是春季（35%）和冬季（21%），夏季最低;O3逐月分布呈現出先上升在下降的倒“U”字形，其中在夏季占比最多（90%），其次是春季（46%）和秋季（24%），冬季沒有出現。

2015～2019年，廣安市主城區主要污染物月濃度變化如圖3，PM10和PM2.5呈冬季高、夏季低的“U”字形;O3逐月變化似“倒U”字形，即7、8月濃度極高。1月開始，光照強度慢慢增強，氣溫慢慢回升，O3濃度呈現緩慢增長，其他污染物濃度逐漸降低，首要污染物以PM2.5為主。4月隨著降雨量的增加和光照強度增強，O3濃度升高，易成為首要污染物;其他污染物濃度保持較低水平。6月進入夏季，光照強度顯著增強，風速相應較大，污染物擴散能力極好，大氣中臭氧濃度明顯升高，7～8月廣安市光照強度最強，首要污染物仍以O3為主，且易發生O3污染。9月光照強度減弱，O3濃度顯著下降。10月氣溫降低伴隨降雨減少，各項污染物濃度逐漸上升，顆粒物易成為首要污染物。12月進入冬季，大氣邊界層極低，受華鎣山脈阻擋，風速較小，城區呈現靜風比例較大，空氣相對濕度較大，污染物擴散條件極差，PM2.5最容易富集，濃度居高不下，易形成長時間的PM2.5污染，成為廣安市主城區空氣質量改善的難點所在[8-9]。

PM10最高濃度為129.4μg/m3（1月），最低濃度為46.4μg/m3（7月）。PM2.5最高濃度為82.2μg/m3（1月），最低濃度為22μg/m3（7月）;2015～2019年PM2.5最高濃度分別為205、241、154、162、133μg/m3，都出現在冬季（12月和1～2月）。O3總平均濃度為144μg/m3，最高濃度為172μg/m3（7月和8月），最低濃度為59μg/m3（12月）。2015～2019年O3 最高濃度分別為230、213、185、180、221μg/m3，都出現在夏季（6～8月）。4～8月O3月均值高于年均值，在高溫、強太陽輻射等光化學反應的有利氣象條件，NOX和VOCs發生一系列光化學鏈式反應，提高大氣的氧化性，引起地表O3濃度的增加，又加速二次細顆粒物的生成[10]，這也是夏天更容易臭氧超標的原因。

廣安市主城區污染物月均濃度表現出的特征與首要污染物占比月變化是一致的。

2.3 超標日首要污染物時間演變特征

圖4為廣安市城區2015-2019年超標日中首污占比統計圖，超標日中首要污染物PM2.5占據第一，其次是O3、PM10。2015～2019年PM2.5污染的占比平均為 69%，在58%～83%波動，RSD為16%，最穩定;O3污染占比平均為29%，在12%～39%波動，RSD為40%;PM10污染占比平均為3%，在0～5%波動。四川省的大氣污染主要表現為一次污染和二次污染的相互影響，進而出現以高濃度臭氧為代表的光化學污染事件和以高濃度顆粒物為代表的大氣灰霾過程的持續污染特征[11]，和廣安情況一致，PM2.5污染和O3污染正是制約廣安市空氣質量改善的主要因素。超標日中PM2.5占比逐年上升，2018年開始下降，2019年下降20%;PM10占比不高;然而O3占比發展趨勢與PM2.5相反，2015～2017年占比不斷下降，2018年開始上升，2019年上升17%;PM2.5污染的占比被O3污染取代。近年來，全國PM2.5污染的超標日逐年減少;而O3污染的超標日逐年增加，O3污染的占比提升，大氣污染防治的趨勢，從治霾轉向PM2.5和O3協同控制[12-13]。

3 控制其前體物排放，重點攻克PM2.5和O3

根據廣安市空氣首要污染物變化趨勢和PM2.5來源特征分析結果，PM2.5作為一次和二次污染物疊加，控制其排放和其前體物排放是治理的關鍵。二次細顆粒物的前體物主要是NOx和VOCs，而這同樣也是臭氧的前體物。有效控制這兩項前體物的排放不僅對控制PM2.5污染非常重要，對防治O3污染同樣重要[14]。采取加強重點行業的減排力度，推進農業源大氣污染防治，減少PM2.5的一次性排放;加強對重點行業VOCs的綜合整治，以降低PM2.5的二次生成，最大限度減輕PM2.5污染;廣安市計劃投入100萬建成非甲烷總烴自動在線監測系統，對VOCs進行監測分析，以掌握時空分布規律。持續改善環境空氣質量，打贏藍天保衛戰，保障居民身體健康，促進社會經濟的可持續發展。

4 結論

廣安市主城區的首要污染物主要為PM2.5和O3，其次為PM10，其中冬季（12～2月）以PM2.5為主，4～9月以O3為主;PM2.5污染和O3污染正是制約廣安市空氣質量改善的主要因素;近年來，廣安市主城區O3污染占比增加，控制VOCs的排放，以降低PM2.5和O3的二次生成是促進空氣質量改善的關鍵所在。

參考文獻

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[2]HJ633-2012環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）[S].

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[13]中華人民共和國生態環境部.2018年中國生態環境狀況公報[R].2018.

[14]環保部.十三五揮發性有機物污染防治治理工作方案[R].2017.

收稿日期：2020-07-01

作者簡介：付玲玲（1986-），女，漢族，碩士，中級，研究方向為氣環境和水環境保護與污染防治。