利用日變化規(guī)律研究常州市城郊空氣質(zhì)量差異

王 愷，張冰潔，張小娟

（1.常州市生態(tài)環(huán)境綜合行政執(zhí)法局，江蘇 常州 213127；2.江蘇常環(huán)環(huán)境科技有限公司，江蘇 常州 213127）

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，城市人口和機(jī)動(dòng)車保有量劇增，大量污染物被排放到大氣環(huán)境中，導(dǎo)致工業(yè)污染[1]、機(jī)動(dòng)車尾氣[2-3]和道路揚(yáng)塵[4]已成為大中型城市空氣質(zhì)量問題的主要源頭。受人為源排放的影響，顆粒物及其氣態(tài)前體物已成為影響長(zhǎng)三角區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量[5]的主要污染物，對(duì)空氣質(zhì)量、人體健康和氣候變化[6]均產(chǎn)生重要影響。城區(qū)和郊區(qū)由于周邊人為污染源的不同，空氣質(zhì)量變化呈現(xiàn)一定的差異性，導(dǎo)致其日變化規(guī)律呈現(xiàn)不同的特征。“十三五”期間大氣污染管控已取得一定成效[7-8]，目前空氣質(zhì)量指標(biāo)已逐漸進(jìn)入低位減排階段，粗放型的管控措施已難以取得較好的效果，后期需注重精細(xì)化管控[9]和堅(jiān)持綠色發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級(jí)，才能持續(xù)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。

長(zhǎng)三角城市群[10]是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、城鎮(zhèn)集聚度最高的地區(qū)之一，人口密度大、工業(yè)發(fā)達(dá)、機(jī)動(dòng)車保有量高。常州市位于長(zhǎng)三角腹地，與南京市、上海市等距相望，該區(qū)域空氣質(zhì)量除受遠(yuǎn)距離和區(qū)域污染輸送影響外，本地污染排放也較高，由于工業(yè)污染源主要分布于城市東部和北部沿長(zhǎng)江區(qū)域，城市不同區(qū)域的空氣質(zhì)量受影響因素存在較大差異，在本地氣團(tuán)影響時(shí)空氣質(zhì)量變化一致性較差。為研究不同站點(diǎn)之間空氣質(zhì)量差異性來(lái)源，進(jìn)一步指導(dǎo)不同區(qū)域進(jìn)行大氣污染精細(xì)化防控，本文通過污染物日變化規(guī)律差異性分析，選取常州市北部和市區(qū)的空氣站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，以期為本地區(qū)的大氣污染防治工作提供一定的技術(shù)支撐。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取江蘇省常州市的6 個(gè)國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)（市監(jiān)測(cè)站、鐘樓、行政中心、武進(jìn)監(jiān)測(cè)站、經(jīng)開區(qū)和安家）的 PM2.5、PM10、SO2和 NO2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)位分布見圖1，選取2019 年11 月1 日-30 日期間的逐時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，其中全市平均數(shù)據(jù)采用上述6 個(gè)國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)算術(shù)平均得到。

為研究影響不同區(qū)域站點(diǎn)周邊的污染源特征，選取位于市中心的行政中心站和位于城鄉(xiāng)結(jié)合部的安家站點(diǎn)，行政中心站位于常州市市政府東大樓5 樓樓頂，周邊路網(wǎng)發(fā)達(dá)，機(jī)動(dòng)車流量較大。安家位于常州市北部，屬于城鄉(xiāng)結(jié)合部區(qū)域，北距長(zhǎng)江10km，沿江有較多火電廠等重點(diǎn)污染源；站點(diǎn)北面2km 有S122 省道，該省道貨運(yùn)車輛較多。

2 結(jié)果與討論

圖1 常州市國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)位分布圖

從圖2 可見，常州市平均的PM2.5日分布呈雙峰分布，最高值出現(xiàn)在8：00，其次是在19-20 時(shí)，可見顆粒物分布受交通早晚高峰影響較大，夜間時(shí)段受混合層高度下降等影響濃度較白天偏高。安家PM2.5濃度18 時(shí)至9時(shí)明顯較全市均值偏高，偏高在10%以上；行政中心PM2.5總體較全市均值低，11 時(shí)至 19 時(shí)較全市略高，夜間明顯低于全市均值。總體上，行政中心顆粒物白天略高于全市平均，夜間較全市偏低，安家站夜間顯著高于全市，白天時(shí)段接近全市均值。PM10的情況與PM2.5類似，說明二者的污染來(lái)源較為一致。行政中心周邊工業(yè)污染源較少，機(jī)動(dòng)車流量較大，從PM10數(shù)據(jù)小時(shí)分布看（圖3），行政中心PM10在12時(shí)-16 時(shí)較全市均值偏高，說明該站點(diǎn)受機(jī)動(dòng)車、道路濕度和太陽(yáng)輻射等影響，道路揚(yáng)塵污染在中午和下午時(shí)段相對(duì)較重，可以針對(duì)性的在下午對(duì)該站點(diǎn)周邊道路進(jìn)行清掃和灑水作業(yè)。安家站PM10早晚較高，由于周邊裸露土地、堆場(chǎng)和工地相對(duì)較多，需加強(qiáng)周邊裸土和工地堆場(chǎng)碼頭等的防塵管控。

圖2 2020 年11 月常州市PM2.5 平均濃度及行政中心和安家站與全市均值的變化幅度日分布

圖3 2020 年11 月常州市PM10 平均濃度及行政中心和安家站與全市均值的變化幅度日分布

圖4 2020 年11 月常州市SO2 平均濃度及行政中心和安家站與全市均值的變化幅度日分布

圖5 2020 年11 月常州市NO2 平均濃度及行政中心和安家站與全市均值的變化幅度日分布

從SO2日變化分布情況看（圖4），行政中心站SO2在22 時(shí)至4 時(shí)與全市持平，其他時(shí)段總體低于全市均值，說明該站點(diǎn)受工業(yè)污染源影響相對(duì)較小；而在大氣擴(kuò)散條件較差的夜間至凌晨時(shí)段，會(huì)受到工業(yè)污染源的遠(yuǎn)距離輸送影響。安家由于離工業(yè)污染源較近，在10 時(shí)和16 時(shí)至19 時(shí)SO2較全市偏高，需加強(qiáng)周邊重點(diǎn)污染源管控。從NO2日變化可見（圖5），常州市受交通早晚高峰的影響較大，其中交通晚高峰的影響較早高峰的影響更大。行政中心NO2較全市均值總體偏高，其中7 時(shí)至18 時(shí)偏高較多，說明該站點(diǎn)受機(jī)動(dòng)車尾氣影響較大；該站點(diǎn)周邊1.5km 范圍內(nèi)聚集政治、商業(yè)、文化等多個(gè)中心，大學(xué)、中學(xué)和小學(xué)累積超過10 所，路網(wǎng)多、紅綠燈多、車流量大，行車相對(duì)較擁堵，需要加強(qiáng)周邊機(jī)動(dòng)車尾氣污染管控，加大道路車流疏導(dǎo)，同時(shí)鼓勵(lì)實(shí)施錯(cuò)峰上下班等措施降低交通擁堵程度。安家站點(diǎn)周邊由于地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，周邊大型貨車較多，凌晨時(shí)段NO2顯著偏高全市均值，偏高10%左右。

3 結(jié)論

（1）11 月份，常州市PM2.5日變化呈雙峰分布，最高值出現(xiàn)在8：00，其次是在19-20 時(shí)，可見顆粒物分布受交通早晚高峰影響較大。從NO2日變化規(guī)律看，常州市交通晚高峰的影響較早高峰的影響更大。

（2）行政中心道路揚(yáng)塵污染在中午和下午時(shí)段相對(duì)較重，需加強(qiáng)周邊機(jī)動(dòng)車尾氣污染管控，加大道路車流疏導(dǎo)，可針對(duì)性的在下午加大對(duì)該站點(diǎn)周邊道路清掃和灑水作業(yè)。行政中心站受工業(yè)污染源影響相對(duì)較小，夜間至凌晨時(shí)段會(huì)受到工業(yè)污染源的遠(yuǎn)距離輸送影響。

（3）安家 PM10早晚較高，SO2在 10 時(shí)和下午16 時(shí)至19 時(shí)較全市偏高，凌晨時(shí)段NO2偏高全市均值10%左右。需加強(qiáng)周邊重點(diǎn)污染源管控，確保廢氣處理裝置正常運(yùn)行；加強(qiáng)周邊大型貨車尾氣抽檢，減少大型貨車尾氣污染。此外，需加強(qiáng)周邊裸土和工地堆場(chǎng)碼頭等防塵措施。