近5年呼倫貝爾市大氣污染影響因素分析

蘇日婭 那仁朝格圖

(1.呼倫貝爾學院 內蒙古 海拉爾 021008；2.蒙古國國立教育大學 蒙古國 烏蘭巴托)

2013年國務院頒布實施了《大氣污染防治行動計劃》[1]，經過新標準第一、二階段監測實施的161個城市后，于2015年推廣至全國338個地級以上城市。呼倫貝爾市2015年起實施空氣質量新標準，同年為了有效解決城市燃煤污染問題，使中心城區的天更藍，空氣更清新，呼倫貝爾市投資了15億元，實施中心城區集中供熱和“拆爐并網”工程，拆除鍋爐120座，新增集中供熱325.8萬平方米①。

為了進一步打好藍天保衛戰，截止2019年底呼倫貝爾市主要采取了燃煤鍋爐脫硫、脫硝、除塵設施升級和超低排放改造，淘汰10蒸噸及以下老舊鍋爐工程②；城市建成區10蒸噸以上非火電行業燃煤鍋爐污染治理設施提標改造和10蒸噸及以下燃煤鍋爐全部淘汰或改用清潔能源工程③；完成60萬千瓦燃煤發電機組改造和供熱燃煤鍋爐“冬病夏治”、燃煤電廠超低排放、柴油貨車污染治理等工作④；完成30萬千瓦以上火電機組超低排放改造任務等等⑤。于此同時，《呼倫貝爾市大氣污染防治條例》[2]已于2019年11通過自治區人大常委會審議，于2020年1月1日起施行。

實行 GB 3095-2012《環境空氣質量標準》[3]之后，鮮見有關呼倫貝爾市6項污染物特征的報道。綜上，利用呼倫貝爾市2015、2017和2019年PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO 和O3環境空氣自動監測數據，結合呼倫貝爾市自然環境、氣候特征、能源結構、污染物排放特征，分析了呼倫貝爾市大氣污染物的特征及其影響因素，以期為當地大氣污染治理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1研究區域概況

呼倫貝爾市(115°31 E′～126°04 E′、47°05′N～53°20′N)位于內蒙古自治區東北部，是全國面積最大的地級市。其以境內呼倫湖和貝爾湖得名，南部與興安盟相連，東部以嫩江為界與黑龍江省為鄰，北和西北部以額爾古納河為界與俄羅斯接壤，西和西南部同蒙古國交界。擁有世界四大草原之一的呼倫貝爾大草原，主要以農牧業為第一產業支柱產業，以煤化工為第二支柱產業，以旅游業為第三支柱產業的北方城市。

呼倫貝爾地處溫帶北部，大陸性氣候顯著。全市氣候特點是冬季寒冷漫長，夏季溫涼短促，春季干燥風大，秋季氣溫驟降霜凍早。降水量變率大，分布不均勻，年際變化也大。夏季降水量大而集中，秋季降水量相應減少，主要依靠燃煤采暖，全年有7個月(10月1日～翌年4 月30日)的供暖期。

1.2 數據來源

從中國空氣質量在線監測分析平臺PM2.5歷史數據庫公開數據，收集呼倫貝爾市國家環境空氣質量自動監測點位2015、2017和2019年PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO和O3等6項污染物的實時監測數據，通過Origin軟件進行數據分析。

2 結果與討論

2.1 環境空氣質量現狀

2015年、2017年和2019年呼倫貝爾市環境空氣質量指數(AQI)、空氣質量等級占比如圖1、圖2所示。上述三年中出現污染日的天數分別為21、8和5d。其中輕度污染分別為19、7和1d；中度污染1、0和2d；重度污染1、0和0d；嚴重污染0、1和2d。污染天數與2015年相比分別下降了61.9%和76.2%。

圖1 2015年、2017年和2019年呼倫貝爾市環境空氣質量指數(AQI)

三年中，呼倫貝爾市空氣質量6項污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO和O3年平均值(見表1)均未超出GB 3095-2012年均值二級標準限值。空氣質量等級中優良天氣的占比分別為94.1%、97.6%和98.6%，其中等級為優的天數的占比從29.1%提高到了79.1%，污染天氣的占比從5.9%下降到了1.4%(見圖2)。

圖2 2015年、2017年、2019 年呼倫貝爾市空氣質量等級占比

表1 2015年、2017年和2019年空氣質量6項污染物年平均濃度

與2015年相比，2017年空氣質量6項污染物中PM10、PM2.5、SO2和NO2年平均濃度下降了45.9%、39.7%、69%和19.5%，CO和O3的濃度上升了12.4%和5.8%；2019年PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO年平均濃度下降了52.5%、51.2%、74.4%、45%和25.7%，O3的濃度上升了5.6%(見圖3)。

圖3 呼倫貝爾市2015年與2017年、2015與2019年6項污染物平均濃度年際比較

三年中，O3和CO年平均濃度峰值均出現在2017年，曲線分布為兩端低中間高，其他四項指標濃度均呈現逐年下降的趨勢。

2.2 大氣污染物時間變化特征

2.2.1 月變化特征

2015年、2017年和2019年各污染物月濃度最高值、最低值出現月份統計和污染物濃度月變化趨勢如表2和圖4所示。

上述三年中，PM2.5、SO2、NO2和CO峰值出現在1月～2月，采暖季明顯高于非采暖季，說明燃煤取暖對呼倫貝爾市環境空氣質量有一定的影響；PM10濃度峰值出現在4月～5月，其他月份呈現下降趨勢，說明4月～5月風速較大，沙塵頻繁，PM10受沙塵影響較大，PM10濃度有所升高；4月～5月PM2.5/PM10(質量濃度比，下同)三年平均值僅為0.37，明顯低于其他月份，春季粗粒子污染特征明顯，6月～9月PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO均有所降低，這可能與停止燃煤采暖和降水集中有關[4][5]。O3與其他污染物變化趨勢相反，這可能與日照強度增加和溫度升高有關[6][7]。

圖4 2015年、2017年和2019年污染物參數月變化趨勢

表2 2015年、2017年和2019年空氣質量6項污染物最高值、最低值出現月份統計 單位：月

2.2.2 季節變化特征

根據氣象學方法將全年分為春季(3月～5月)、夏季( 6月～8月)、秋季(9月～11月)和冬季(12月～翌年2月) 四季進行分析。

PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO和O3季節性變化如圖6所示。PM2.5四季平均濃度基本呈現兩端高中間低，這與冬春兩季燃煤取暖和夏秋兩季降雨集中有關；PM10受沙塵和燃煤取暖共同影響，冬春兩季高于夏秋兩季；NO2和CO季節變化規律一致，冬季最高，春季次之，秋季最低；SO2冬季最高，夏季最低；PM2.5/PM10冬季最高，春季最低，冬季PM2.5/PM10高可能與冬季大氣穩定度較高、細粒子生命周期較長、易在空氣中累積有關，而春季風沙較大，粗顆粒占比高；SO2/NO2(質量濃度比，下同)能夠反映固定源與移動源的影響比重[7]，該比值高，則說明冬季燃煤取暖的影響相對其他季節較高。SO2/NO2在春冬兩季明顯高于夏秋兩季，春冬兩季燃煤取暖導致SO2/NO2增高，夏秋兩季SO2/NO2降低與污染源排放強度低和降水集中有關。

圖5 2015年、2017年和2019年污染物季節性變化趨勢

2.2.3 污染天污染物變化特征

呼倫貝爾市2015年、2017年和2019年累計出現中度、重度和嚴重污染天氣分別為2d、1和4d。

從污染天氣污染物平均濃度及污染物質量濃度比分布表我們可以得出，污染期間,顆粒態污染物的濃度較高，與清潔天氣相比，PM10和PM2.5的濃度普遍高出清潔天氣6～25和2～11倍，中度及以上污染天氣85%發生在春季，說明呼倫貝爾市春季風速較大，沙塵頻繁，PM10受沙塵影響較大。

表3 八次污染過程期間主要污染物平均濃度及污染物比值

續表3

結論

截止2019年底，呼倫貝爾市實施空氣質量新標準已滿五年，空氣質量等級中優良天氣的占比從2015年的94.1%提高到了2019年的98.6%，其中等級為優的天數的占比從29.1%提高到了79.1%，污染天氣的占比從5.9%下降到了1.4%；污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO年平均濃度呈下降趨勢，與2015年相比降幅在25.7～74.4%之間；O3與其他污染物變化趨勢相反，上升了5.6%；呼倫貝爾市中度及以上污染天氣多數出現在春季，首要污染物為PM10，4月～5月PM2.5/PM10三年平均濃度僅為0.37，明顯低于其他月份，春季粗粒子污染特征明顯。