太原市城區(qū)冬季大氣污染狀況分析

摘要：利用2019—2021年冬季（12月、1月和2月）太原市城區(qū)9個(gè)國家空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，AQI）和PM10、PM2.5、NO2、SO2、O3、CO質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了太原市城區(qū)2019—2021年冬季大氣污染狀況。總體上，太原市環(huán)境污染得到了有效控制，PM10和PM2.5仍為太原市冬季主要污染物。

關(guān)鍵詞：大氣污染物；空氣質(zhì)量；特征分析；冬季；太原市

中圖分類號(hào)：X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）06-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.062

Analysis of Winter Air Pollution in the Urban Area of Taiyuan City

GUO Huan， ZHANG Junfang， LYU Minghua， LI Yu， LI Mingye

（China Institute for Radiation Protection， Taiyuan 030006， China）

Abstract： Using the Air Quality Index （AQI） and PM10， PM2.5， NO2， SO2， O3， and CO quality concentration monitoring data from nine national automatic air quality monitoring stations in the urban area of Taiyuan city in the winter of 2019—2021 （December， January， and February）， and applying statistical methods， we analyzed the air pollution conditions in the urban area of Taiyuan city in the winter of 2019—2021. Overall， the environmental pollution in Taiyuan city was effectively controlled， PM10 and PM2.5 were still the main pollutants in winter in Taiyuan city.

Keywords： air pollutants ; air quality ; characteristic analysis ; winter ; Taiyuan city

大氣污染是影響人體健康的重要因素[1]，大氣顆粒污染物分布特征研究是近年來大氣污染防治領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注方向[2-4]。太原市位于北方內(nèi)陸盆地，能源結(jié)構(gòu)以煤炭等化石燃料為主[5]，受地形和能源結(jié)構(gòu)影響，大氣環(huán)境在采暖季污染尤為嚴(yán)重[6-7]。太原市自2017年開展秋冬季污染攻堅(jiān)行動(dòng)以來，采取了行業(yè)綜合治理、煤改氣/油等能源轉(zhuǎn)型措施。為進(jìn)一步了解太原市環(huán)境治理成效，利用2019—2021年冬季（12月、1月、2月）太原市城區(qū)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)，研究了太原市冬季空氣質(zhì)量狀況和大氣污染物的組成特征及變化規(guī)律。

1 數(shù)據(jù)來源

收集2019—2021年太原市冬季的空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，AQI）和PM2.5、PM10、O3、CO、NO2、SO2這6項(xiàng)主要大氣污染物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)。污染物的年平均、月平均、日平均數(shù)據(jù)均來源于逐時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012），月平均由日平均計(jì)算得出，其中對(duì)O3的分析基于8 h滑動(dòng)平均濃度值。

AQI是將監(jiān)測(cè)的6項(xiàng)主要大氣污染物濃度數(shù)值通過計(jì)算轉(zhuǎn)化成的無量綱數(shù)。依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）規(guī)定，空氣質(zhì)量按照對(duì)人體健康的影響程度劃分為6級(jí)，分別為優(yōu)（0～50）、良（51～100）、輕度污染（101～150）、中度污染（151～200）、重度污染（201～300）和嚴(yán)重污染（大于300）。

2 結(jié)果分析

2.1 2019—2021年冬季太原市空氣質(zhì)量狀況

2019—2021年，太原市AQI變化特征如圖1所示。由圖1（a）2019—2021年AQI年平均變化可以看出，3年中AQI處于90～125，整體呈逐年下降趨勢(shì)，從AQI對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)劃分上可看出，空氣質(zhì)量從輕度污染向良轉(zhuǎn)變。由圖1（b）的冬季（12月、1月、2月）AQI月平均變化可以看出，1月份AQI最高，2月次之，12月最小。該情況與太原市氣候、地形特征以及冬季供暖有關(guān)，太原市在冬季1月達(dá)到一年中最低溫，靜穩(wěn)天氣居多，其間夜長(zhǎng)晝短，易形成逆溫，且處于內(nèi)陸盆地，地形條件不利于污染物的稀釋與擴(kuò)散，加上正處于冬季供暖高峰期，不可避免會(huì)釋放更多污染物，因此太原市冬季的空氣污染狀況在一年中最為嚴(yán)重。

2.2 大氣污染物質(zhì)量濃度年變化特征

2019—2021年太原市大氣污染物年平均質(zhì)量濃度變化特征如圖2所示。可以看出，各污染物年平均濃度排序?yàn)镻M10＞PM2.5＞NO2＞SO2。變化趨勢(shì)表明，除O3外，其余5項(xiàng)污染物年平均濃度均逐年下降。

2019年，PM10和PM2.5年平均質(zhì)量濃度分別為141.87 μg/m3和87.93 μg/m3，2020年，PM10和PM2.5年平均濃度分別為122.94 μg/m3和81.52 μg/m3；2021年，PM10和PM2.5年平均濃度分別為115.13 μg/m3和58.02 μg/m3。

2021年，SO2年平均濃度最低為23.22 μg/m3，相比前兩年分別下降了43.5%和31.7%。2021年，NO2年平均濃度最低為43.24 μg/m3，相比前兩年分別下降了25.0%和20.5%。2019—2021年，CO年平均濃度分別為1.42 mg/m3、1.22 mg/m3和1.02 mg/m3，下降趨勢(shì)明顯。

2.3 大氣污染物質(zhì)量濃度月變化特征

2019—2021年冬季（12月、1月、2月）太原市6項(xiàng)大氣污染物質(zhì)量濃度月平均變化特征如圖3所示。由圖3（a）可知：PM10、PM2.5、SO2、NO2月平均最高值均出現(xiàn)在1月，2月次之，12月最小；冬季的月平均最高為PM10，1月最高值可達(dá)167.87 μg/m3，超過了國家Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值（150 μg/m3），其次為PM2.5，1月最高值可達(dá)96.48 μg/m3，SO2和NO2質(zhì)量濃度在1月最高值分別達(dá)37.7 μg/m3和55.64 μg/m3；O3不同于其他5種污染物月平均變化，月平均濃度排序?yàn)?月（45.41 μg/m3）＞1月（29.88 μg/m3）＞12月（23.48 μg/m3），但均未超過國家Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由圖3（b）可知，CO月平均最高值出現(xiàn)在1月（1.45 mg/m3），2月次之，12月最小，與除O3外的其他4種污染物月變化特征相似。

3 結(jié)論

2019—2021年太原市冬季空氣質(zhì)量，從AQI年變化看，由輕度污染向良轉(zhuǎn)變，冬季以1月污染最嚴(yán)重，2月次之，12月最輕。從年變化看，太原市各年污染物質(zhì)量濃度始終表現(xiàn)為PM10＞PM2.5＞NO2＞SO2，太原冬季始終以PM10和PM2.5污染為主；除O3外，其余5項(xiàng)污染物濃度均逐年下降，O3濃度雖有所升高，但并未超標(biāo)。從月變化看，PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO濃度最高值均出現(xiàn)在1月，2月次之，12月最小，且冬季各月中均表現(xiàn)為PM10濃度最高。

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作者簡(jiǎn)介：郭歡（1993—），女，山西霍州人，碩士，助理研究員。研究方向：大氣環(huán)境數(shù)值模擬。