滄州市主要大氣污染物濃度變化特征及其健康風險評估研究*

李鵬程 尤曉娟 潘磊

1. 河北師范大學地理科學學院 河北 石家莊 050010；2. 河北水利電力學院滄州市遙感與智慧水利技術創新中心 河北 滄州 061000；3. 河北省滄州中西醫結合醫院 河北 滄州 061000

引言

滄州市作為環京津冀城市群的重要沿海開放城市，制造業、石化行業是其重要的支柱產業，與此同時交通運輸行業的迅猛發展，排放大量大氣污染物，引發的空氣污染問題威脅人體健康，制約城市良性發展[1]。近年來，滄州市制定大氣治理攻堅強化措施，強化燃煤、車輛、企業管控，相繼開展了鍋爐達標治理專項方案、“煤改電”工程、VOCs（揮發性有機物）汽修企業環境污染整治行動，另外通過生態系統構建、海綿城市推進等措施[2]，環境污染得到有效遏制，取得初步成效。

本文以滄州市2019-2021年主要大氣污染物（PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2、O3）為研究對象，根據監測數據開展大氣污染物逐月濃度變化特征及其健康風險評價研究，為有關部門開展區域污染防控及健康風險防范提供數據支撐。

1 數據來源及分析方法

1.1 數據來源及污染物分析方法

滄州市2019-2021年主要大氣污染物（PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2、O3）主要來自于空氣質量監測及環保部平臺對外發布的數據。對滄州市2019-2021年主要大氣污染物及空氣質量指數進行時間變化分析，并通過Origin2021b作圖比較。

1.2 健康風險評價研究健康風險評價研究主要對滄州市主要大氣污染物（PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2、O3）進行評價，采用暴露風險模型：

其中：R為滄州市主要污染物健康風險評價值；C為對應污染物濃度均值，μg/m3，EI為對應系數[3-4]，RfC參考平均濃度，μg/（m3*·d）。

大氣污染物暴露風險限值1×10-6（瑞典、荷蘭環保部推薦值）。

2 滄州市主要大氣污染物濃度變化特征

2.1 滄州市主要大氣污染物濃度均值逐月變化特征

滄州市主要大氣污染物月平均濃度變化趨勢圖見圖1、圖2所示。

圖1 滄州市主要大氣污染物月平均濃度變化圖

圖2 滄州市大氣污染物CO月平均濃度變化

由2019-2021年污染物PM10濃度月均值變化趨勢，整體曲線為類拋物線形狀，且其為上開口，月均濃度變化值較其他污染物顯著，7-9月份大氣污染物平均濃度為49.26μg/m3，明顯低于其他月份，5月份為63.46μg/m3。近三年大氣污染物月度均值中12、1、3月份明顯高于其他月份，主要是由于采暖季及氣象條件的影響，但2021年該時段平均濃度較2019、2020年明顯降低，與滄州市“煤改電”、“煤改氣”等環保措施推進力度密切相關。大氣污染物濃度逐月變化存在小幅度波動，但整體上存在冬季顯著升高，夏季顯著降低，春、秋季節居中的現象。

由2019-2021年污染物PM2.5濃度月均值變化趨勢，曲線走勢與PM10類似，月平均濃度最大值均出現在采暖季，12、1、2月平均濃度分別為67.58、85.53、63.59μg/m3，5-8月份大氣污染物濃度維持在較低水平，平均濃度為28.75μg/m3，大氣污染物逐月濃度波動較小，在季節上與PM10變化相同。

由2019-2021年污染物NO2濃度月均值變化趨勢，曲線走勢為開口向上的類拋物線形式，月均值變化不顯著，1、10-12月份較其他月份有較大幅度升高，該時段月平均濃度為46.09μg/m3，3-9月份變化較平緩，該時段月平均濃度為24.91μg/m3，污染物濃度整體呈現春、冬季節高，夏、秋季節低，NO2主要由于鍋爐廢氣、汽車尾氣的無序排放，加之春、冬季節較穩定的大氣層結狀態產生的，NO2對人尤其是兒童肺部具有腐蝕、刺激性，在春、冬季節著重關注該污染物的防控。

由2019-2021年污染物SO2濃度月均值變化趨勢，其走勢較平緩，月均值變化不大，拋物線開口大，其中1、2月平均濃度分別為21.69、15.18μg/m3，3-12月平均濃度為10.23μg/m3，冬季平均濃度最大，其余季節無顯著差異，二氧化硫主要來源于含硫礦物質燃燒及無序排放，同時特定大氣環境下加劇其濃度累積。

由2019-2021年污染物O3濃度月均值變化趨勢，其變化走勢陡峭，月均值變化較大，與其他主要污染物不同，其為開口向下型拋物線，5、6月份平均濃度分別為91.18、117.09μg/m3，增幅達28.41%，7、8月份平均濃度分別為114.54、93.71μg/m3，降幅達18.19%，6、7月份平均濃度顯著升高，與其他污染物相反，夏季濃度最大，冬季最小。

由2019-2021年污染物CO濃度月均值變化趨勢，CO由于燃料的不完全燃燒產生，在采暖期的12、1、2月份濃度顯著升高，該時段平均濃度為1.18mg/m3，3-11月份平均濃度相對較低，為0.51mg/m3，較高峰時段下降達56.78%。

綜上，滄州市主要大氣污染物PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2整體變化趨勢類似，均為開口向上的拋物線或類拋物線型，濃度差異顯著性存在差別，但均為冬季或春、冬季濃度最高，夏季濃度最低，O3則趨勢相反。各種污染物濃度在逐月變化的差異性，體現出各污染物的主要排放時段差異，產生機制不同，探究該規律可為有關機關、部門針對性制定政策，采取有效措施提供理論支撐。

2.2 滄州市空氣質量指數逐月變化特征

AQI （空氣質量指數）空氣質量指數-污染程度分類見表1。滄州市空氣質量指數逐月變化趨勢見圖3，滄州市污染程度最嚴重的為1月份，空氣質量指數平均值為121.29，且＞101，空氣污染程度屬于Ⅲ級（輕度污染），其余月份均值在51.67-96.28之間，空氣污染程度屬于Ⅱ級（良），春、冬季節大氣污染程度較重，秋季次之，夏季最輕。

表1 空氣質量指數-污染程度分類表

圖3 滄州市空氣質量指數逐月變化圖

3 滄州市不同人群健康風險評估

2017-2021年滄州市主要污染物PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2、O3對應各年齡段暴露風險值區間分別為（0.028-0.098）×10-6、（0.031-0.107）×10-6、（0.019-0.067）×10-6、（0.003-0.011）×10-6、（0.009-0.030）×10-6、（0.041-0.012）×10-6，均小于大氣污染物暴露風險限值1×10-6（瑞典、荷蘭環保部推薦值），各污染物中，暴露風險值最大的為PM2.5、PM10，最小的CO。暴露風險值最大的年齡段為2～＜3 歲、9 個月～＜1 歲，最小的為15～＜18 歲、0～＜3 月，未成年人為污染物暴露風險較敏感人群，兒童的健康風險評估值較成年人高，主要由呼吸量、暴露時間的差別所致，另外在生理系統方面，未成年人身體處于發育階段，各器官、生理系統的免疫能力較低，容易受到污染物等毒素的侵蝕，應為重點關注和保護人群。

4 結束語

滄州市主要大氣污染物PM10、PM2.5、NO2、CO、SO2整體變化趨勢類似，均為冬季或春、冬季濃度最高，夏季濃度最低，O3則趨勢相反。各種污染物濃度在逐月變化的差異性，產生機制不同，探究該規律可為有關機關、部門針對性制定政策，采取有效措施提供理論支撐。

2017-2021年滄州市主要污染物濃度均值對應各年齡段暴露風險值均小于大氣污染物暴露風險限值，各污染物中，暴露風險值最大的為PM2.5、PM10，最小的CO。暴露風險值最大的年齡段為2～＜3 歲、9 個月～＜1 歲，最小的為15～＜18 歲、0～＜3 月。