乌苏市空气质量变化趋势及改善途径分析

2012-10-16李晓娜

赤峰学院学报·自然科学版 2012年12期

关键词：乌苏市采暖期空气质量

李晓娜

（新疆应用职业技术学院生命与资源环境系，新疆奎屯 833200）

乌苏市空气质量变化趋势及改善途径分析

李晓娜

（新疆应用职业技术学院生命与资源环境系，新疆奎屯 833200）

通过对乌苏市2007-2010年空气监测数据SO2、NO2、PM10三项因子在不同年度、不同季度、不同月份的动态变化趋势进行分析并探讨其空气质量变化的原因，提出改善乌苏市空气质量的措施，为该城市综合发展提供科学依据.

乌苏市；空气质量；变化趋势

1 乌苏市自然社会概况

乌苏市地处天山北麓、准噶尔盆地西南缘，位于东经83°15'—85°08', 北纬 43°29'—45°16'之间，地处北温带，属大陆性干旱气候，是北疆地区光热资源最丰富和无霜期较长的区域之一.夏季炎热、冬季严寒，降水较少、蒸发量大、空气干燥、温度的年、日变化大.全年平均气温7.6℃，极端最高气温44.2℃，极端最低气温-37.5℃，≥10℃的年积温3685.6℃，年平均降水量为158.4毫米，蒸发量达2109.9毫米，全年日照时数为2600-2800小时，平均无霜期186天.乌苏市年平均降水量为158.4毫米，降水分布山区多于平原，南部多于北部，降水量随海拔高度的降低而逐渐减少.乌苏市境内分布有奎屯河、四棵树河、古尔图河三条主要河流，年径流量分别为6.0亿立方米、2.2亿立方米和2.6亿立方米.

乌苏市区域总面积2.07万平方千米，属农牧结合市，全市共辖10乡7镇，3个牧场.全市总人口21.8万人，其中城镇人口8.8万人，农牧区人口13万人，其中少数民族5.2万人.

2 乌苏市空气质量概况及变化趋势分析

2.1 乌苏市空气质量监测概况

污染物排放标准参照《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中二级标准（表1），2007-2010年乌苏市空气中主要污染物监测统计结果（表2）.

表1 污染物排放标准mg/m3

从表2中可看出，2007-2010年乌苏市市区空气中SO2和NO2日均值，年均值均未超标，符合国家一级标准.PM10年均值均低于《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中二级标准高于《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中一级标准；PM10日均值在2007-2010均有超标现象，超标率分别为0.11%、0.14%、0.04%、0.01%.

2.2 乌苏市空气污染物年度变化趋势分析

表2 乌苏市主要污染物监测统计结果

2.2.1 乌苏市年度空气污染状况

2007-2010年乌苏市空气污染物监测系统结果（表3），评价结果（表4）.2007-2010年市区空气污染物污染负荷值变化趋势（图1）.

表3 乌苏市主要空气污染物监测结果（年均值）mg/m3

图1 2007-2010年乌苏市市区主要空气污染物污染负荷年变化

2.2.2 乌苏市空气污染物年度变化趋势分析

对乌苏市2007-2010年空气污染物监测结果表明乌苏市年平均综合指数为0.70-1.30，有小幅度下降趋势，说明乌苏市空气污染已基本得到控制，总体水平良好；污染负荷系数由大到小排列为PM10>NO2>SO2，即可吸入悬浮颗粒是乌苏市主要污染物（表4）.

从图1中可以看出，NO2和SO2均符合《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中一级标准，在2008年达到峰值，其他年份其污染指数呈平稳趋势.PM10污染指数在2009年达到峰值后，其后呈下降趋势.

2.3 乌苏市空气污染物季度变化趋势分析

2.3.1 乌苏市季度空气污染状况

表5 2007-2010年乌苏市主要污染物季均值统计结果

图2 2007-2010年SO2季度变化

图3 2007-2010年NO2季度变化

图4 2007-2010年PM10季度变化趋势

2.3.2 乌苏市空气污染物季度变化趋势分析

表5：2007-2010年乌苏市空气中，SO2污染高峰主要出现在一、四季度，且各季浓度均达到国家一级标准.NO2一、三季度污染浓度较高，且三季度高于一季度，各季浓度也均符合《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中一级标准.PM10具有明显的季节性，受冬季供暖的影响，浓度值为一、四明显高于二、三季度，其中一季度最高，这是因为一、四季度为采暖期，由燃煤排放的大量污染物所致，第二季度乌苏市干燥风大，地面裸露及沙尘天气现象频繁等原因所致.

从不同季度分析（图2），SO2“U”型分布的季节特征明显，四个季度中一季度和四季度SO2日平均浓度最高，但均符合《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中一级标准.全年日均值最高浓度和月平均浓度最高值均出现在一月份，全年月平均浓度最低值出现在六月.

从不同季度分析（图 3），2007-2008 年，NO2一、三季度污染浓度较高，且三季度高于一季度.2009-2010年，NO2一、四季度污染浓度较高.各年季浓度也均符合《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中一级标准.在第四季度中可以看出，2007年-2008年处于下降趋势，但从2009-2010年污染浓度趋势看，略有上升趋势.其中在第一季度，2010年达到峰值，说明NO2浓度较其他年份略有升高.

PM10具有明显的季节性（图4），受冬季供暖的影响，一、四季度浓度值明显高于二、三季度，其中一季度最高，除2010年外，其他年份均超出《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中二级标准，尤其在采暖期一、二、三、四、十一、十二月，非采暖期各月均达标.全年日均最高浓度值和月平均值最高浓度值均出现在一月.全年月平均浓度最低值出现在五月.

2.4 乌苏市空气污染物月变化趋势分析

2.4.1 乌苏市月空气污染状况

2.4.2 乌苏市市区主要污染物月变化趋势分析

图5 2007-2010年PM10月均变化

乌苏市在2007年、2008年、2009年和2010年PM10月均值的范围分别为 0.0430-0.165mg/m3、0.053-0.162mg/m3、0.042-0.14mg/m3、0.047-0.097mg/m3（图5）.最低月均值出现在五、六、七这三个月份中，最高月均值出现在一、二、三、四、十一、十二月，这与一、二、三、四、十二月份的采暖燃煤和九、十、十一月份的沙尘天气有关.2007年采暖期月均浓度为0.096mg/m3，2008年采暖期月均浓度为0.123mg/m3，2009年采暖期月均浓度为 0.077 mg/m3，2010年采暖期日均浓度为0.072mg/m3.2007年非采暖期月均浓度为0.052mg/m3，2008年非采暖期月均浓度为0.066mg/m3，2009 年非采暖期月均浓度为 0.047mg/m3，2010年非采暖期月均浓度为0.056mg/m3.从以上数据可以看出，采暖期略高于非采暖期.

图6 2007-2010年SO2月均变化

乌苏市在2007年、2008年、2009年和2010年SO2月均值的范围分别为 0.004-0.027mg/m3、0.004-0.026mg/m3、0.004-0.035mg/m3、0.003-0.034mg/m3（图6）.其浓度值均符合国家一级标准.最低月均值出现在3-9月份中，最高月均值出现在一、二、十一、十二月，与这一时期的采暖燃煤有关.

乌苏市在2007年、2008年、2009年和2010年NO2月均值的范围分别为 0.01-0.029mg/m3、0.014-0.036mg/m3、0.012-0.029mg/m3、0.012-0.033mg/m3、0.011-0.036mg/m3(图7)其浓度值均符合国家一级标准.2007年-2010年NO2的月浓度值变化趋势为一、二、三、四、七、八月浓度略高于其它月份.

图7 2007-2010年NO2月均变化

图8 各污染指数月变化

由图8可以看出，乌苏市空气中主要污染物SO2和NO2每年十一月至次年二月污染指数略高于其他月份，与一、四季污染趋势基本吻合，而此期间为采暖期，因此燃煤是造成SO2和NO2浓度升高的主要原因.但需指出的是NO2浓度除十月至十一月末，其浓度略高于SO2的浓度.由图八看出，PM10每年十一月至次年四月出现出现峰值，说明除受燃煤影响外，四月份还主要受气象因素的影响.