南寧市區環境空氣質量分布特征

郭昆興

(南寧市環境保護監測站，廣西 南寧 530012)

南寧市區環境空氣質量分布特征

郭昆興

(南寧市環境保護監測站，廣西 南寧 530012)

利用2013年1月—2015年12月南寧市區環境空氣質量監測數據進行統計分析。結果表明，南寧市區空氣質量指數(AQI)為17～245，平均值為74，超標率18.5%; AQI月平均變化呈雙峰周期型。首要污染物項目出現頻次由高到低的排序為：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，首要污染物為PM2.5與PM10，兩者占總數的91.3%；超標污染物有：PM2.5、PM10、O3-8、NO2，超標率分別為:17.8%、12.1%、1.4%、19.2%。PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3-8質量濃度的日均值與AQI均存在顯著的正相關關系，PM2.5與AQI相關系數最大(r=0.988)。

AQI; 首要污染物;超標污染物;質量濃度;空氣質量特征;南寧市

2012年2月國家頒布《GB3095-2012環境空氣質量標準》新標準，增加顆粒物(粒徑≤2.5μm)和臭氧8h平均值(O3-8)，調整可吸入顆粒物年平均和二氧化氮年平均、日平均標準。南寧依照相關規定，2013年1月執行了新的環境空氣質量標準。本文通過分析南寧市區2013年1月—2015年12月逐日環境空氣污染物基本項目監測數據與環境空氣質量指數(AQI)，研究了首要污染物、超標污染物、O3-8、PM2.5、PM10、NO2等質量濃度與AQI之間的關系，初步摸清了南寧市區在新環境空氣質量標準下的環境空氣污染現狀，旨在對環境空氣質量研究及制定防治措施提供借鑒，為南寧市空氣質量預報、有效控制大氣污染提供參考依據。

1 數據來源

南寧市區2013年1月—2015年12月環境空氣污染物基本項目逐日監測數據與環境空氣質量指數(AQI)均來自南寧市環境保護監測站。

2 結果與分析

2.1 南寧AQI分布特征

南寧市城區2013—2015年AQI范圍為17～245，平均值為74，超標率18.5%。南寧市城區2013—2015年AQI月均值分布見圖1，AQI級別分布情況見圖2、圖3、表1。

由圖1可見，AQI月均變化呈雙峰周期型，整體上1—7月呈下降趨勢，7—10月呈上升趨勢，11月略有下降，12月再次上升，并上升至次年1月，即主峰在1月，次峰在10月，谷值在7月。同時可看出，9—12月呈逐年下降趨勢，說明南寧市在秋冬季節采取的環境空氣污染防控措施取得明顯的效果。

由圖2、圖3、表1可知，2013—2015年，南寧市區環境空氣質量以二級與一級為主，兩者之和為81.4%，其中2013—2015年分別為74.8%、80.0%、88.8%，即優良率呈逐年上升趨勢。南寧市區最高污染級別為五級，未出現過六級污染，五級污染日僅出現在冬季(1月、2月和12月)；出現超標天數(即環境空氣質量在三級以及三級以上的天數)較多的月份為1月、10月和12月；一級空氣質量日(即空氣質量類別為優)較多出現在6月、7月、8月和9月。說明南寧市區冬季環境空氣污染狀況都較重，夏季環境空氣質量較好。

表1 2013—2015年南寧市城區AQI級別天數年統計表

2.2 首要污染物與超標污染物變化特征

2.2.1 首要污染物變化特征

2013年1月—2015年12月南寧市區環境空氣質量出現有首要污染物天數的比例為69.8%，無首要污染物(即環境空氣質量級別為一級)天數的比例為30.2%；首要污染物分布特征如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5、表2可以看出，首要污染物在春季、秋季與冬季出現頻次高，夏季出現頻次低；首要污染物項目出現頻次由高到低的排序為：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，主要首要污染物為PM2.5與PM10，兩者占總數的91.3%，且全年各個月均有出現。PM2.5為首要污染物在秋冬季出現頻次較多，在夏季出現頻次較少，最高頻次出現在1月，最低頻次出現在7月；PM2.5為首要污染物在秋冬季出現頻次較多，主要與秋冬季節氣候干燥少雨，多靜穩天氣，PM2.5容易累積上升，以及盛行東北風，受北部污染城市傳輸等影響有關。PM10為首要污染物在春季(4月和5月)出現頻次較多，冬季出現頻次較少，最高頻次出現在4月，最低頻率出現在1月；由于PM10傳輸距離較近，PM10污染是以本地污染為主，則4月和5月首要污染物多為PM10，說明本地顆粒物污染起著主導作用。O3-8首要污染物僅在4—10月出現，最高頻次出現在6月；4—10月期間太陽輻射較強、紫外線較強，與臭氧的產生需要紫外線進行催化作用相吻合。NO2首要污染物僅在2月、3月與11月出現，出現頻次均很低(各出現1次)。3a中，從各首要污染物年累積天數看，PM10變化無規律，PM2.5逐年下降，O3-8與NO2相對穩定少變。

表2 2013—2015年南寧市城區首要污染物天數年統計表

2.2.2 超標污染物變化規律

2013—2015年南寧市城區超標污染物有PM2.5、PM10、O3-8、NO2，超標頻次由多到少排序為PM2.5>PM10>NO2>O3-8，超標污染物變化情況如圖6所示。

由圖6可知，南寧市區污染物PM10和PM2.5超標月度變化規律相似，均為1月頻次最高，12月次之，10月第三，11月第四，2—4月逐漸下降，5—8月很少或沒有超標；從季節看為秋冬季節超標頻次高，夏季超標頻次低；PM2.5超標天數和級別明顯高于PM10超標級別，說明南寧市區PM2.5污染重于PM10。這可能是由于南寧市區整個秋冬季降水很少，氣候干燥，靜風天氣較多，且溫差較大，經常出現逆溫現象，大氣穩定，不利于污染物擴散稀釋，致使PM10和PM2.5超標較多；PM2.5污染重于PM10，可能受本地影響外，同時受到北方污染空氣PM2.5遠距離傳輸影響，從而加重PM2.5污染，最高污染程度可達到五級。4—8月氣溫升高，大氣對流活動旺盛，污染物容易擴散，加上處于南寧的汛期，降雨偏多，降水對顆粒物有明顯的濕沉降作用，污染物容易被清除，因此4—8月PM2.5和PM10超標少或沒有超標，空氣質量相對較好。

NO2超標僅出現在1月、2月、10月和12月，均為降水少，易出現逆溫現象、大氣層穩定，不利于污染物擴散稀釋的月份。O3-8超標僅出現在6月、7月、9月和10月，10月為主要出現的月份，占總數的73.3%，這可能是10月份太陽紫外線輻射還較強，氣候干燥，靜穩天氣較多，臭氧的前體物累積濃度較高，引起臭氧快速生成累積，造成O3-8平均超標偏多；6—9月雖然太陽紫外線輻射較強，但氣候高溫高濕，大氣對流活動旺盛，污染物容易擴散，一定程度上抑制了臭氧累積上升，從而O3-8超標偏少。NO2與O3-8超標級別均僅為三級，污染程度較輕。

2.3 AQI與監測項目質量濃度的相關性分析

通過對AQI與空氣污染物監測項目日均值之間的相關性分析，可以初步判斷AQI受哪種監測項目長時間影響，還可以初步判斷監測項目之間是否來自相同的污染源[1，2]。通過SPSS軟件對2013—2015年AQI與監測項目日均值數據進行相關性分析，分析結果見表3。由此可見，CO與O3-8質量濃度不存在顯著的相關性，其余兩兩之間均存在顯著的正相關性，其中AQI與PM2.5兩者的相關系數最大，其次AQI與PM10，再其次為PM10與PM2.5；隨著PM2.5質量濃度的增加，AQI亦在變大，相關系數達到0.988，說明PM2.5質量濃度長期對AQI變化起到影響作用；隨著PM10質量濃度的增加，PM2.5濃度亦在變大，相關系數達到0.956，說明兩者有相同或者相似的來源；而O3-8與AQI或者其它空氣污染物監測項目的相關系數較低，說明O3-8對AQI的影響為短期性影響，O3-8與其它空氣污染物之間同源性偏差。

表3 南寧市區AQI與監測項目日均值之間的相關性統計表

3 結論

(1)2013年1月—2015年12月南寧市區的監測結果顯示，AQI范圍為17～245，平均值為74，相對《GB3095-2012環境空氣質量標準》二級標準的超標率為18.5%。AQI月均變化呈雙峰周期型，主峰在1月，次峰在10月，谷值在7月，冬季環境空氣污染狀況都較重，夏季環境空氣質量較好。

(2)首要污染物在春季、秋季與冬季出現頻次高，夏季出現頻次低；首要污染物項目出現頻次由高到低的排序為：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，主要首要污染物為PM2.5與PM10，兩者占總數的91.3%，且全年各個月均有出現；O3-8首要污染物僅在4—10月出現，在10月出現頻次最高；NO2首要污染物出現頻次低。

(3)超標污染物超標頻次由多到少排序為PM2.5>PM10>NO2>O3-8。超標污染物PM10和PM2.5變化規律相似，為秋冬季節超標頻次高，夏季超標頻次低；PM2.5超標頻次和級別明顯高于PM10超標級別，說明南寧市區PM2.5污染重于PM10。NO2超標僅出現在秋冬季節，超標頻次明顯低于PM2.5和PM10。O3-8超標僅出現在夏季與秋季，其中10月出現頻次最高。

(4)南寧市區AQI與PM2.5、PM10的相關系數分別達9.88、9.62，說明AQI的變化主要受到PM2.5與PM10的長時間影響；PM10和PM2.5相關系數達到0.956，說明兩者有相同或者相似的來源。

[1]郭清彬，程學豐，侯輝，等.冬季大氣中PM10和PM2.5污染特征及形貌分析[J]．中國環境監測，2010，26(4):55-58．

[2]董婭瑋，杜新黎，李揚揚，等．西安市區大氣中PM10、PM2.5質量濃度污染特征[J]．中國環境監測，2015，31(5):45-49．

Distribution Characteristics of Ambient Air Quality in Nanning

GUO Kun-xing

(Nanning Environmental Protection Monitoring Station, Nanning Guangxi 530012，China)

The characteristics of air quality in Nanning were analyzed based on the daily meteorological data during January 2013 to December 2015.The result revealed that the air quality index (AQI) was between 17 and 245 with the average value of 74 and the standard rate of 18.5%.The annual change of monthly mean AQI was bimodal variation. PM2.5was detected most frequently, followed by PM10, O3-8, and NO2. The rates of more than the standard of these four pollutants were 17.8%, 12.1%, 1.4%, and 19.2% respectively. There was a significant positive correlation between PM2.5, PM10, NO2, SO2, CO, O3-8and AQI, The correlation coefficient between PM2.5and AQI was maximum (r=0.988).

AQI; primary pollutant; excessive pollutant; concentration; air quality characteristics; Nanning

2016-09-26

X51

A

1673-9655(2017)02-0077-05