重慶市榮昌區大氣污染防治網格化監測系統建設研究

鄭榮周，王秋娟，唐 韜

（重慶市榮昌區生態環境監測站，重慶 402460）

近年來，隨著工業產業的快速發展，一氧化碳、二氧化硫、VOCs、顆粒物等有毒有害物質在生產過程中被大量排放，導致霧霾、臭氧超標等大氣污染日漸加劇[1-2]。同時，大氣污染排放情況復雜多變，缺乏完整的動態污染源排放清單[3]，導致大氣環境質量問題日益突出，而傳統監測由于無法實現全覆蓋實時監控，環境空氣局部污染及污染細節的監測方面難以達到精細化管理的需求[4]，給人們的生存和社會的發展帶來了巨大影響，嚴重制約著我國經濟社會的發展。因此，改善環境問題已成為最大的民生問題[5]，一種對大氣環境空氣質量能實時監控，覆蓋面廣且能夠實現精細化監測、快速提供精準監測數據的監測方法，已成為環境保護部門進行環境管理的迫切需求。

本文圍繞大氣污染防治網格化監測系統開展專題研究，基于空間相關分析法、法規模式法、等濃度線法、系統選擇法等[6]空氣質量監測網絡的設計方法研究布設監測點位，實現對監測區域的全覆蓋精準監控，消滅監測盲區，實時監控轄區內環境污染分布狀況及空氣質量變化趨勢，促進政府精細分析大氣污染物質濃度時空分布、精準定位污染區域、科學開展大氣污染防治工作提供技術支撐，以期為其他省市開展空氣質量監測網絡建設工作提供參考。

1 研究區域概況

榮昌區地處川、渝、黔“西三角”，“成渝經濟區”腹心地帶，距重慶主城區90公里，距成都240公里，境內成渝鐵路、成渝公路（S108）、成渝高速公路（G85）橫貫東西。成渝高鐵經停并設榮昌北站，周邊有“三大機場”“三大港口”，是重慶的西大門。榮昌區環境空氣質量較差，優良天數在全市各區縣中排名靠后，在2017年被重慶市環境監察辦在《關于掛牌督辦7個環境問題的通知》（渝環監察〔2017〕2號）中列為掛牌督辦案件之一。

2 大氣污染防治網格化監測系統設計

2.1 監測點位布設

榮昌區的微型空氣自動監測站以鎮、街道、社區和重點區域等為基礎進行布設，監測點位的布設綜合考慮其代表性、可比性和整體性，具有前瞻性和穩定性，同時滿足監測設備運行的要求。點位布設具體見圖1。

圖1 榮昌區網格化微型站點位分布圖

2.2 監測項目及分析方法

本文所涉及網格化監測，監測項目主要為可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）。具體分析方法及分析原理見表1。

表1 各項污染物分析方法

3 監測結果分析

榮昌區大氣污染防治網格化監測系統建設投入運行后，從2017年12月7日～2018年6月30日，總共獲取6參數小時數據657287條。本文以2018年1月-6月的月均值進行統計分析。

3.1 可吸入顆粒物（PM10）空間分布

可吸入顆粒物是環境空氣質量的主要污染指標。有研究表明，大氣顆粒物會對心血管疾病、呼吸系統疾病等產生影響。近年來，以可吸入顆粒物和細顆粒物為特征污染物的灰霾污染問題頻繁出現，榮昌區環境空氣污染也表現為可吸入顆粒物和細顆粒物污染。同時依據榮昌區生態環境監測站降雨監測數據，榮昌城區春季及冬季降雨量較少，空氣相對干燥，氣象因素也是客觀上造成環境空氣中顆粒物污染嚴重的原因。由監測數據可見，榮昌區可吸入顆粒物半年的平均濃度為81 μg/m3，濃度高于《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二級標準所規定的70 μg/m3（年平均濃度），主要表現為從城區向周邊鄉鎮逐步增加的趨勢。濃度最大值出現在安富街道埡口村點位，其次為安富街道黃葛坪點位和峰高街道東湖天街接待中心點位。經查勘，安富街道埡口村和黃葛坪點位為同一方向帶，附近有陶器廠和塑料顆粒廠，生產原料的裸露存放、生產過程中的無組織排放及不完備的防塵工藝也是造成顆粒物污染嚴重的一個原因。峰高街道東湖天街為一未完工的建筑工地，已停工幾年，裸露的施工場地在風向的作用下，對城區的可吸入顆粒物污染作出了一定的“貢獻”。具體見圖2。

圖2 可吸入顆粒物（PM10）空間分布圖

3.2 細顆粒物（PM2.5）的空間分布

榮昌區細顆粒物（P M2.5）上半年的平均濃度為63.8 μg/ m3，濃度高于《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二級標準所規定的35 μg/m3（年平均濃度），在峰高街道、昌元街道、安富街道、廣順街道片區分布濃度較高，其他區域濃度相對較低，主要因為峰高街道、昌元街道、安富街道屬于榮昌較大的鎮街，交通比較便利，汽車保有量較大，汽車尾氣的排放對細顆粒物的貢獻量較大。同時廣順街道屬榮昌較早的礦產區，目前大部分礦區雖已停止生產，但后續的土壤修復、礦區植被復綠、城區馬路改造等還未完善，故呈現出該片區細顆粒物濃度較高。最高區域為安富街道、昌元街道片區，最低區域為昌州街道區域。昌元街道為榮昌的商業聚集區，車流量大，餐飲服務行業發達，考慮汽車尾氣、餐飲油煙對PM2.5的貢獻較大；峰高街道、安富街道、廣順街道為成渝公路沿線，車流量大，板橋工業園區、廣富工業園區貫穿東西，汽車尾氣和工業企業的污染物排放使PM2.5居高不下。具體見圖3。

圖3 細顆粒物（PM2.5）空間分布圖

3.3 二氧化硫空間分布

大氣中過量的二氧化硫會直接刺激人類的支氣管，同時會在大氣中形成硫酸霧，導致酸雨的產生，從而對人體和環境造成二次傷害。監測結果顯示榮昌區二氧化硫的上半年平均濃度為20.1 μg/m3，空間分布規律為從城區向板橋工業園區、安富街道逐步增加的趨勢。分布最高的區域是板橋工業園區，其次是安富街道，分布最低的區域是峰高街道，主要是因為板橋工業園區為榮昌區工業聚集區，且榮昌區電鍍工業園也位于該區域，部分電鍍酸化工業無組織排放廢氣，同時由于該區域距雙橋經開區較近，重慶雙乾輪胎的外圍區域輸入也是造成榮昌區二氧化硫含量增高的一個原因。具體分布見圖4。

圖4 二氧化硫空間分布圖

根據榮昌區生態環境監測站監測數據顯示，2018年，榮昌區酸雨為38.3%，對酸雨類型進行分析，硫酸根/硝酸根當量比為10.01，故榮昌酸雨屬硫酸型/燃煤型酸雨，為二氧化硫致酸型。降水中起致酸作用的陰離子含量為：硫酸根＞硝酸根，說明硫氧化物是榮昌區降雨酸化的主要因素。

3.4 二氧化氮空間分布

榮昌區二氧化氮的上半年平均濃度為28.0 μg/m3，空間分布規律為從城區往杜家壩、廣順街道濃度增大的趨勢。濃度最高區域為杜家壩，其次是廣順街道。據查勘，杜家壩的重慶市建新發電有限責任公司、重慶昌元化工集團有限公司以及廣順街道的重慶永榮礦業有限公司發電廠為我區的廢氣排放大戶，同時這幾個企業未完成鍋爐煤改氣及低氮燃燒工藝改造，也是造成該區域二氧化氮含量較高的原因。具體見圖5。

圖5 二氧化氮空間分布圖

3.5 一氧化碳空間分布

榮昌區一氧化碳的上半年平均濃度為1.3 μg/m3，空間分布規律呈現兩極分化的趨勢，從城區往杜家壩、板橋工業園區逐步增加，但整個榮昌區的一氧化碳濃度都比較低，被污染的可能性不大。具體見圖6。

圖6 一氧化碳空間分布圖

3.6 臭氧的空間分布

榮昌區臭氧的上半年平均濃度為65.8 μg/m3，臭氧八小時最大濃度的上半年平均濃度為145.4 μg/m3，空間分布基本一致，均呈現從榮隆鎮往板橋工業園區、廣順街道、安福街道逐步增加的趨勢。臭氧濃度較大的區域基本上在板橋工業園區和廣富工業園區。具體見圖7、圖8。

圖7 臭氧空間分布圖

圖8 臭氧八小時最大濃度分布

4 結論

（1）榮昌區的二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳基本上為優，被污染的可能性較小；可吸入顆粒物、細顆粒物和臭氧為榮昌區環境空氣的主要污染物，半年平均值幾乎達到輕度污染的程度，空氣質量呈現惡化趨勢。

（2）網格化監測系統上線運行后，對榮昌區的大氣污染防治工作發揮了重要作用。精確到鎮街的監測數據可以精準定位高污染區域，配合網格監督員巡查、摸排，可以準確找到超標排放污染源，特別是一些不在監控體系內的散燒點、小鍋爐、露天燒烤、臨時施工等污染排放，對于空氣質量精細化管理有重要的推動作用。

（3）網格化監測點位提供了空氣質量監測的大數據源。結合當地的風向、風速、氣溫等氣象數據，在宏觀上可對轄區內的污染輸送以及污染成因分析提供數據支撐。但每個網格化監測點位未考慮氣象五參數的監測，在微觀上不能對單個污染源的污染輸送及污染成因進行分析，需要人為對該污染區域進行全面排查。

（4）網格化監測系統建設完成后，后期運維費用過于龐大，以榮昌區為例，一年的運維費用就要上百萬，對于地方財政的壓力很大。