陽泉市“十三五”環境空氣質量變化趨勢及原因分析

文_常娟 山西省陽泉生態環境監測中心

“十三五”期間，按照生態環境部及山西省生態環境廳的相關政策和要求，陽泉市加大了大氣污染防治的力度，2016年6月起啟動了大氣污染防治行動計劃，以防止顆粒物為重點，以“控煤、治污、管車、降塵”為抓手，開展產業結構優化調整、清潔生產、城市揚塵污染控制、燃煤污染綜合整治、機動車污染防治和工業大氣污染治理等整治行動，積極推進多種污染物協同減排，促進環境空氣質量進一步改善。本文對2016～2020年期間陽泉市環境空氣質量狀況進行了統計，并分析了其變化趨勢及原因，以期為管理部門進一步開展大氣污染防治工作提供參考。

1 環境空氣監測結果

1.1 監測結果

“十三五”期間，陽泉市二氧化硫的年平均濃度為0.035mg/m3，一氧化碳的年平均濃度為2.1mg/m3，2016～2020年度的二氧化硫和一氧化碳年平均濃度均未超過國家環境空氣質量二級標準；二氧化氮的年平均濃度為0.042mg/m3，可吸入顆粒物的年平均濃度為0.097mg/m3，細顆粒物的年平均濃度為0.052mg/m3，臭氧的年平均濃度為0.173mg/m3，2016～2020年度的二氧化氮、可吸入顆粒物、細顆粒物和臭氧年平均濃度均超過國家環境空氣質量二級標準。

1.2 環境空氣質量狀況

“十三五”期間，市區空氣質量二級及以上的天數穩中有升，2019～2020年空氣質量優良天數增幅明顯，增加35d。陽泉市區“十三五”期間空氣質量情況統計見表1。

表1 陽泉市區“十三五”期間空氣質量級別統計

2 環境空氣質量變化趨勢

2.1 主要污染物濃度年際變化

2016～2020年，陽泉市市區環境空氣中主要污染物濃度總體呈下降趨勢，二氧化硫、可吸入顆粒物、細顆粒物濃度逐年下降，一氧化碳濃度總體下降，二氧化氮濃度基本保持穩定，臭氧濃度呈總體上升趨勢。市區環境空氣主要污染物濃度年際變化見圖1。

圖1 “十三五”期間陽泉市區空氣污染物濃度年際變化曲線

2.2 優良天數比例變化

2016～2020年，陽泉市市區空氣優良天數比例范圍在63.1%～69.9%之間，總體呈上升趨勢，表明市區空氣質量持續好轉。“十三五”期間市區優良天數統計情況見表2。

表2 陽泉市區“十三五”期間空氣質量級別統計

2.3 綜合污染指數年際變化

“十三五”期間，陽泉市市區空氣綜合污染指數范圍為5.32～6.87，由空氣綜合污染指數年際變化圖（圖2）可以看出，市區空氣綜合污染指數呈下降趨勢，表明市區空氣質量呈好轉態勢。

圖2 陽泉市區空氣綜合污染指數年際變化曲線

2.4 環境空氣質量變化趨勢分析

采用Spearman秩相關系數法對“十三五”期間陽泉市市區主要空氣監測指標及綜合污染指數變化趨勢進行檢驗，判定其在統計上有無顯著性變化，詳見表3。

表3 “十三五”期間陽泉市區環境空氣質量變化趨勢檢驗（γs）

由趨勢檢驗結果可知，“十三五”期間，陽泉市市區二氧化硫濃度、可吸入顆粒物濃度、細顆粒物濃度下降趨勢顯著；二氧化氮濃度、一氧化碳濃度、臭氧濃度變化平穩；綜合污染指數下降趨勢顯著。

3 環境污染特征

3.1 首要污染物

3.1.1 “十三五”期間首要污染物

通過對市區2016～2020年六項主要空氣污染物污染負荷系數的計算、整理（見圖3和表4所示），從中可以看出：六項污染物對市區環境空氣污染的貢獻程度由大到小排列為細顆粒物＞可吸入顆粒物＞臭氧＞二氧化氮＞二氧化硫＞一氧化碳?！笆濉逼陂g，細顆粒物為首要污染物，其污染負荷占比為24.5%。

圖3 陽泉市區“十三五”期間大氣污染物負荷比例圖

表4 陽泉市“十三五”期間大氣污染物負荷系數統計表

3.1.2 污染負荷年際變化

2016～2020年，陽泉市市區環境空氣主要污染物負荷占比變化情況如圖4所示，由圖4可以看出：

圖4 “十三五”期間陽泉市區空氣污染物負荷系數年際變化

①可吸入顆粒物為2016年首要污染物，之后其污染負荷占比逐年下降；細顆粒物自2017年起超過可吸入顆粒物，成為環境空氣中首要污染物，其污染負荷占比逐漸上升并趨于穩定。

②臭氧污染負荷占比逐年上升，上升趨勢顯著，到2020年其污染負荷占比已接近于次要污染物可吸入顆粒物，臭氧污染已不容忽視。

③二氧化氮污染負荷占比呈上升趨勢；一氧化碳污染負荷占比保持穩定；二氧化硫污染負荷逐年下降，且下降趨勢顯著，其對空氣污染的貢獻減弱明顯。

3.2 污染季節特征

2016～2020年陽泉市市區二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、一氧化碳、臭氧、細顆粒物的月變化情況見圖5。

圖5 “十三五”期間陽泉市環境空氣污染物濃度月變化曲線

陽泉市采暖期為每年11月到次年3月，非采暖期為每年4～10月，空氣污染物濃度月變化呈明顯的采暖季和非采暖季特征。根據“十三五”期間月均值統計結果，由月變化曲線可以看出：

①除臭氧外，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒、細顆粒物、一氧化碳在采暖季濃度較高，采暖期開始后，污染物濃度逐漸升高，1月份達到峰值，之后逐漸下降，主要是由于采暖季燃煤量增大導致，另外汽車尾氣和季節風沙也是導致大量顆粒物產生的原因。

②臭氧濃度自非采暖期開始呈逐月上升趨勢，到6～7月達到峰值，8月份開始下降，主要是由于夏季日照強烈，環境空氣中氮氧化物及揮發性有機物發生光化學反應，導致臭氧濃度迅速升高。

4 空氣質量變化原因簡析

4.1 全面開展大氣污染防治工作提升脫硫降塵成效

“十三五”期間，陽泉市全面落實《陽泉市落實大氣污染防治行動計劃實施方案》，從注重重點行業減排向全面防控轉變，從單因子治理向多污染因子綜合控制轉變，多手段聯合推進，穩步提升脫硫、除塵成效。

4.2 細顆粒物成為環境空氣污染首要污染物

“十三五”期間，細顆粒物比例逐年上升，自2017年連續4年均為陽泉市環境空氣首要污染物。細顆粒物與可吸入顆粒物比值自2016年48.7%上升到2020年59.0%。大氣中細顆粒物濃度升高是灰霾天氣發生和復合型污染的主要原因之一。

因此，陽泉市在秋冬季應加強對燃煤和揚塵源的控制，同時進一步加強對機動車的控制，以減少污染期間機動車的貢獻。

4.3 機動車保有量迅速增長導致臭氧、二氧化氮污染日趨嚴重

陽泉市是全省唯一國道穿市而過的城市，307、207國道過境段已成為市區主要街道，太舊、太陽、陽五多條高速過境，存在很嚴重的通道污染。“十三五”期間，陽泉市機動車保有量持續增加，全市民用汽車保有量達到27萬輛（包括三輪汽車和低速貨車），增長 6.2%，其中私人汽車24.1萬輛，增長6.7%。轎車保有量16.6萬輛，增長5.8%，其中私人轎車15.8萬輛，增長6.4%。由于市區道路狹窄擴散條件差，導致氮氧化物、臭氧指標呈逐年上升趨勢。

4.4 地形及氣象因素導致污染物難以擴散

陽泉市位于山西省中東部，是典型的“兩山夾一谷”的山區河谷型城市，屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候。由于陽泉市“城在礦中，礦在城中”的特殊格局，以及自然形成的 “兩山夾一溝”的地理環境，區域逆溫層低且延緩時間長，加上城市熱島效應、市區環流及山溝回旋風等的綜合作用，靜風頻率高達30%，不利于大氣污染物擴散。特別是長期以來在市區周邊發展的眾多工業企業，對市區形成包圍，大氣環境所承納污染物已超出其環境容量。

5 結語

“十三五”期間，陽泉市市區環境空氣中主要污染物濃度總體呈下降趨勢，二氧化硫、可吸入顆粒物、細顆粒物、一氧化碳濃度逐年下降，二氧化氮濃度基本保持穩定，臭氧濃度呈總體上升趨勢。