酒泉市大氣污染物時間變化、影響因素及對策

向國立 鄧銀成

（甘肅省酒泉生態環境監測中心 甘肅酒泉 735000）

引言

近年來，隨著國家加強城市大氣環境治理力度，全國城市大氣質量逐步改善。根據2021 年5 月發布的《2020 年中國生態環境狀況公報》發布的數據顯示，2020 年全國337 個地級及以上城市中，有202 個城市環境空氣質量達標，達標率為59.9%，較2019 年上升了13.3 個百分點。但由于北方特殊的氣候條件，加之，隨著城市發展，居民生產生活水平的提升，城市機動車保有量的增加，尤其是每年冬季，在北方集中供暖季節，大量燃煤鍋爐的應用，加之越來越的城市機動車尾氣的排放，北方冬季干旱少雨的氣候特征等等，都導致了北方城市大氣環境污染物含量居高不下。主要表現為氮氧化物、二氧化硫及可吸入顆粒物濃度超標。

酒泉市位于甘肅西北部河西走廊西端，常住人口113.22 萬人，地理位置為北緯38°09′～42°48′，東經92°20′～100°20′之間。地勢為南高北低，7-10 月為豐水期，枯水期甚長，屬大陸性半沙漠干旱氣候，干燥寒冷，降水奇缺，冬冷夏熱溫差大，秋涼春旱多風沙，常年主導風向為西南風。酒泉市工業較為集中，城市大氣屬煤煙型、汽車尾氣型和其他污染并重的復合型污染城市，給生產生活和生態環境造成不利影響。因此，需要針對全市污染物的時間、空間的變化規律和特點，從相關影響因素的視角來分析和研究，從而提出更具有針對性和可操作性的大氣環境污染防治措施，對保護城市生態環境具有積極而重要的現實意義。

1 數據及方法

1.1 數據范圍

選取2020 年1 月1 日-2020 年12 月31 日，數據類別包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、一氧化碳、臭氧、細顆粒物的日均濃度值，以及氣溫、氣壓、濕度、風向、降水量、風速等等數據信息。

1.2 數據處理

將收集到的相關數據信息，嚴格按照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）的相關規定，以及空氣質量指數（AQI）的相關標準，深入分析酒泉市城市大氣污染物含量，以及污染物變化與時間、空間之間的緊密關系，分析研究結果，提出相應對策措施。

2 結果及分析

2.1 基本特點

2020 年（365 天，以下同）空氣質量優良天數為329 天，占全年的90.14%，污染天數為36 天，占9.86%。其中，輕度污染22天，中度污染5 天，重度污染1 天，嚴重污染8 天。污染天數較2019 年有所降低，空氣質量改善較為明顯。

從表1 可知，2020 年酒泉市大氣污染物為細顆粒物和可吸入顆粒物，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧無超標濃度限制日數。且濃度范圍分別為二氧化硫為2-20μg·m-3、二氧化氮6-44μg·m-3、一氧化碳0.2-1.2mg·m-3、臭氧為50-146μg·m-3，年內差值較大。

表1 2020年酒泉市各項污染物超標天數及濃度范圍（CO：mg·m-3，其他：μg·m-3）

2.2 時間變化特點

從表2 可以看出，酒泉市二氧化硫、一氧化碳排放量峰值主要集中于1-2 月，以及11 月-12 月份；二氧化氮則是集中于1月、9 月-12 月期間；臭氧日最大8 小時均值，主要峰值在4 月-9月期間。可吸入顆粒物、細顆粒物則以1 月-5 月份為當年峰值。從季節變化情況來看，酒泉市顆粒物濃度呈現出冬春高，夏秋兩季低的特點，春季濃度高主要與風沙影響，以及城市居民生活使用燃煤鍋爐，導致城市煤煙污染比例較大。由于這些因素的存在，使得城市大氣環境中的污染物顆粒物濃度在特定時間節點內不斷增加，影響了城市大氣環境質量，使城市大氣環境質量降低。后期，隨著季節性變化，城市大氣環境中污染物低濃度值季節主要集中于降雨量充沛的夏季，可見，氣象因素中的降水，對城市大氣環境中的污染物濃度具有很好的處理效果，增加了城市大氣中的濕沉效果，由于受到大氣雨水沉降影響，降低了城市大氣污染物濃度，大氣環境質量顯著改善[1]。

表2 2020年酒泉市各項污染物月度濃度均值（CO：mg·m-3，其他：μg·m-3）

2.3 影響因素及其與大氣污染物濃度相關性分析

酒泉市大氣污染情況來看，主要為復合型大氣污染類型，既有燃煤取暖所致，還與化石燃料燃燒有關，以及道路交通、機動車尾氣排放等。從分析的情況來看，顆粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等與溫度及降水量存在較為顯著的負相關聯系，與氣壓呈現較為明顯的正相關關系，臭氧與降水量及溫度則呈現出較為明顯的正相關關系，與氣壓呈顯著負相關關系[2]。風級與大氣污染物沒有相關性，但溫度與二氧化硫的相關性最好。

顆粒物濃度、二氧化氮、二氧化硫及一氧化碳與溫度呈顯著的負相關關系，隨著酒泉市城市氣溫的不斷升高，垂直方向上的空氣對流便會加強，大氣環境中的污染物濃度變會隨之降低。臭氧與城市溫度也呈較為顯著的正相關關系，尤其是在夏季城市氣溫偏高，持續時間較長，大氣環境中極易發生光化學反應的頻次就會更多，大氣中二次溶膠生成加快，臭氧含量隨之增加。而氣壓與這些污染物則呈現出較為顯著的相關性聯系。細顆粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等與氣壓都表現出顯著的正相關聯系，臭氧則與氣壓呈現出較為顯著的負相關關系。突出表現在，當低壓系統內氣流上升時，高壓系統則會控制時區內氣流下沉[3]。總之，強高壓、強低壓控制下的風速快，利于城市大氣中污染物向四周擴散，大氣環境中污染物濃度便會降低[4]；而弱高壓、弱低壓控制下的風速慢，不利于城市大氣中污染物擴散，從而加劇城市大氣中污染物含量。

相關研究顯示，降水量也會對大氣環境能見度、顆粒物濃度，以及氣態污染物濃度產生一定程度的影響[5]。其中，降水量常常與城市細顆粒物濃度、二氧化氮、二氧化硫及一氧化碳等呈現出較為顯著的負相關關系，即，城市降水量越大，時區范圍內的大氣污染物濃度越低，臭氧則與降水量表現出正相關聯系，且二氧化硫溶于水的特性，使的降水也會對城市大氣中的二氧化硫有著較大影響，降水量越大，清除城市大氣環境中的二氧化硫濃度效果越明顯[6]。

結語

城市大氣環境質量關乎著城市的可持續發展，也深刻地影響著工業、建筑業、化工業等重要產業在城市的布局，對城市的長遠發展具有重要影響[7]。因此，要及時掌握城市大氣環境狀況，分析不同因素對于城市大氣環境中污染物含量變化的影響，從而為城市管理的決策者提供更加科學的依據，為做好城市管理，強化城市大氣污染防治等發揮著重要價值[8]。酒泉市是新中國石油工業和核工業的發祥地，也是全國重要新能源基地，全市逐漸形成了新材料產業、生物制藥產業、新能源裝備制造業、信息技術產業和節能環保五大產業，電力、石化、冶金、有色、建材和食品是工業支柱產業。近年來，隨著工業化、城市化進程加快，全市大氣環境質量日益受到社會各界的關注。通過分析全市大氣環境質量，尤其是污染物時間變化及影響因素分析，為全市大氣污染防治提供更為明確方向和工作重點，具有積極的現實指導意義。