秦皇岛市环境空气质量现状及主要污染物浓度变化规律

潘麟麟

（秦皇岛市环境保护监测站，河北 秦皇岛 066000）

秦皇岛市环境空气质量现状及主要污染物浓度变化规律

潘麟麟

（秦皇岛市环境保护监测站，河北 秦皇岛 066000）

采用国家环境保护部新颁布的《环境空气质量标准》对2013年秦皇岛市环境空气质量进行评价，其污染物浓度评价结果为未达标。评价结果表明，PM10、PM2.5、O3是环境空气中主要的污染物。秦皇岛市环境空气具有较明显的月变化规律，O3峰值出现在8月，其他污染物峰值出现在1月。PM2.5小时浓度随时间推移呈峰谷型变化，O3小时浓度呈单峰型分布，NO2小时浓度夜间维持相对稳定。

环境空气质量；变化规律；秦皇岛市；主要污染物

2012年3月2日，国家环境保护部颁布了新的《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）（以下简称新标准），增加了细颗粒物（PM2.5） 和臭氧（O3） 日最大8 h滑动平均浓度限值[1，2]；颗粒物（PM10）年二级平均浓度标准限值由100 μg/m3降低到70 μg/m3，收严了监测数据统计的有效性规定，有效监测点位的数量由50%提高到不低于城市点总数的75%[3]；同时更新了二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）与颗粒物（PM10）等的分析方法标准[4]，增加了自动监测分析方法。新标准更为全面客观地反映环境空气质量状况。

2013年，秦皇岛市环境空气质量优良天数209 d，达标率为57.3%，一级（优）天数为22 d，二级（良）天数为187 d，三级（轻度污染）天数为96 d，四级（中度污染）天数为34 d，五级（重度污染）天数为23 d，六级（严重污染）天数为3 d。

通过对秦皇岛市2013年大气自动监测数据的统计，运用新标准进行评价，分析秦皇岛市环境空气质量现状、大气污染特征及主要污染物的年度、月、小时变化规律。

1 实验和方法

1.1 实验仪器

SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3监测工作所用到的仪器如表1所示：

表1 监测项目仪器及检测方法

1.2 实验方法

监测项目为全天24 h监测。

1.3 统计方法

计算统计时段内城市SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO均值或特定百分位数时，先计算各点位日均浓度，由各点位的日均浓度算术平均得到城市日均浓度，再由此计算统计时段内城市均值或特定百分位数。

计算统计时段内城市O3日最大8 h滑动平均浓度或特定百分位数时，先计算各点位的O3日最大8 h滑动平均浓度，由各点位的日最大8 h平均浓度算术平均得到城市日最大8 h平均浓度，再由此统计时段内城市均值或特定百分位数。

2 监测项目结果与讨论

2.1 秦皇岛市各项污染物浓度达标情况

根据新标准2013年秦皇岛市环境空气监测六项指标中除SO2年均值与CO 24 h第95百分位数浓度达到标准限值要求外，其他均超过二级浓度限值。NO2、PM10、PM2.5年均值浓度分别超标0.18倍、0.24倍和0.86倍。O3日最大8 h滑动平均浓度的第90百分位数浓度超标0.02倍。

2.2 秦皇岛市首要污染物变化

根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》 （HJ 633-2012）对环境空气中的首要污染物进行评价，秦皇岛市环境空气以PM10为首要污染物的天数占总天数的37.8%；其次为PM2.5和O3，分别占34.2%和19.7%[5]。

2.3 秦皇岛市主要污染物的月变化规律

2.3.1 PM10月平均浓度变化规律

PM10月平均浓度范围为74～190 μg/m3，达标率为74.0%，最大值出现在1月份，最大超标倍数为1.67，最小值出现在7月份。污染程度依次为1月份＞11月份＞12月份＞10月份＞3月份＞2月份＞5月份＞8月份＞6月份＞4月份＞7月份。非采暖期月均值为105 μg/m3，采暖期月均值为153 μg/m3，均高于年二级浓度限值，采暖期PM10月均浓度是非采暖期的1.5倍。

2.3.2 PM2.5月平均浓度变化规律

PM2.5月平均浓度范围为41～112 μg/m3，达标率为69.9%，最大值出现在1月份，最小值出现在7月份。污染程度从大到小依次为1月份＞2月份＞11月份＞3月份＞10月份＞12月份＞8月份＞5月份＞9月份＞6月份＞4月份＞7月份。非采暖期月均值为53 μg/m3，采暖期月均值为83 μg/m3，均高于年二级浓度限值，采暖期PM2.5月均浓度是非采暖期的1.5倍。

2.3.3 O3日最大8 h滑动值平均浓度变化规律

O3日最大8 h滑动值平均浓度范围为67～210 μg/m3，达标率为88.2%，最大值出现在2013年8月份，最小值出现在1月份；从分布看，5月份、6月份、7月份和8月份的日最大8 h滑动平均超过其二级浓度限值。

2.3.4 其他污染物月平均浓度变化规律

SO2月平均浓度范围为26～111 μg/m3，达标率为94.5%，最大值出现在1月份，最大超标倍数为0.37，最小值出现在7月份。采暖期间污染程度从大到小依次为1月份＞12月份＞11月份＞2月份＞3月份，非采暖期间污染程度从大到小依次为10月份＞5月份＞8月份＞4月份＞9月份＞6月份＞7月份。非采暖期月均值为37 μg/m3，低于二氧化硫年平均浓度二级标准，而采暖期月均值为93 μg/m3，均高于年平均浓度二级标准，采暖期SO2月均浓度是非采暖期的2.5倍。

NO2月平均浓度范围为35～61 μg/m3，达标率为94.0%。污染程度从大到小依次为1月份＞11月份＞3月份＞12月份＞10月份＞2月份＞9月份＞6月份＞4月份＞7月份＞5月份＞8月份。非采暖期月均值为41 μg/m3，采暖期月均值为54 μg/m3，均高于年均值二级限值，采暖期NO2月均浓度是非采暖期的1.3倍。

CO 24 h第95百分位数月浓度范围1.4～5.8 μg/m3，最大值出现在1月份，最小值出现在6月份；非采暖期第95百分位数浓度范围为1.4～3.2 μg/m3，均能达到浓度限值评价标准要求，采暖期第95百分位数浓度范围为3.8～5.8 μg/m3，除3月份外，均未达到浓度限值评价标准要求

2.4 区域污染物浓度达标情况与评价

秦皇岛市分为海港区、北戴河区、山海关区三个区域。海港区点位包括监测站、市政府和建设大厦；北戴河区点位包括北戴河环保局；山海关区点位包括第一关。

2.4.1 海港区各项污染物常规监测项目数据统计与分析

根据AQI技术规定对环境空气中的首要污染物进行评价，海港区环境空气以PM10为首要污染物的天数占总天数42.5%；其次为PM2.5和O3，分别占33.7%和12.9%。

2013年海港区环境空气中主要污染物PM10年平均浓度为125 μg/m3、PM2.5年平均浓度为62 μg/m3、O3日最大8 h滑动平均第90百分位数浓度为138 μg/m3，SO2、NO2年均浓度和CO 24 h第95百分位数浓度分别为59 μg/m3、 49 μg/m3、3.7 mg/m3；SO2、CO、O3浓度达到二级浓度限值，NO2、PM10、PM2.5浓度均超过二级浓度限值。

PM10浓度日平均范围为27～529 μg/m3，超标率为24.93%，最大超标倍数为2.52。PM10年均浓度建设大厦＞市政府＞市监测站。PM2.5浓度日平均范围为8～325 μg/m3，超标率为29.32%，最大超标倍数为3.33。PM2.5年均浓度建设大厦＞市政府＞市监测站。O3日最大8 h滑动平均浓度超标率为4.66%，与海港区相比市监测站O3日最大8 h滑动平均值超标率下降1.56百分点，建设大厦、市政府分别提高4.94%和0.24%。SO2浓度日平均范围为9～293 μg/m3，超标率为5.21%，最大超标倍数为0.95。SO2年均浓度市监测站=市政府＞建设大厦。NO2浓度日平均范围为20～154 μg/m3，超标率为7.67%，最大超标倍数为0.93。NO2年均浓度市监测站=建设大厦＞市政府。CO日均值超标率为4.38%，与海港区相比，市监测站、建设大厦CO日均值平均超标率分别上升1.62%和0.42%，市政府降低0.28%。

2.4.2 北戴河区各项污染物常规监测项目数据统计与分析

根据AQI技术规定对环境空气中的首要污染物进行评价，北戴河区环境空气以PM2.5为首要污染物的天数占总天数33.2%；其次为PM10和O3，分别占23.8%和19.7%。

2013年北戴河区环境空气中主要污染物PM2.5年平均浓度为65 μg/m3、PM10年平均浓度为119 μg/m3，O3日最大8 h平均第90百分位数浓度为159 μg/m3，SO2、NO2年均浓度和CO 24 h第95百分位数浓度分别为68 μg/m3、431 μg/m3、5.2 μg/ m3；NO2、O3浓度符合二级浓度限值，NO2、CO、PM10、PM2.5浓度均超过二级浓度限值。

SO2浓度日平均范围为5～302 μg/m3，超标率为8.15%，最大超标倍数为1.01；NO2浓度日平均范围为7～152 μg/m3，超标率为2.25%，最大超标倍数为0.90；PM10浓度日平均范围为26～542 μg/m3，超标率为26.69%，最大超标倍数为2.61；PM2.5浓度日平均范围为8～318 μg/m3，超标率为29.21%，最大超标倍数为3.24；CO日均值超标率为9.27%；O3日最大8 h滑动平均浓度超标率为10.11%。

2.4.3 山海关区各项污染物常规监测项目数据统计与分析

根据AQI技术规定对环境空气中的首要污染物进行评价，山海关区环境空气以PM2.5为首要污染物的天数占总天数40.8%；其次为PM10、NO2和O3，分别占25.7%、14.5%和12.3%。

2013年山海关区环境空气中主要污染物PM2.5的年平均浓度为72 μg/m3，PM10年平均浓度为127 μg/m3，NO2年平均浓度为56 μg/m3，O3日最大8 h滑动平均第90百分位数浓度为149 μg/m3，SO2年均浓度和CO 24 h第95百分位数浓度分别为56 μg/m3和3.9 mg/m3；SO2、CO、O3浓度符合二级标准限值，NO2、PM10、PM2.5浓度均超过年二级标准限值。

SO2浓度日平均范围为2～298 μg/m3，超标率为4.47%，最大超标倍数为0.98；NO2浓度日平均范围为4～155 μg/m3，超标率为6.98%，最大超标倍数为0.93；PM10浓度日平均范围为26～484 μg/ m3，超标率为30.53%，最大超标倍数为 2.22；PM2.5浓度日平均范围为11～337 μg/m3，超标率为36.13%，最大超标倍数为3.49；CO日均值超标率为5.04%；O3日最大8 h滑动平均浓度超标率为6.42%。

秦皇岛市各区域主要污染物中NO2、PM10年均浓度依次为山海关区＞海港区＞全市平均＞北戴河区；山海关细颗粒物PM2.5年均浓度高于全市平均10.8%，北戴河区与全市平均相同，海港区低于4.6%；北戴河区SO2年均浓度最高，高于全市13.3%，海港区、山海关区均低于全市平均；CO 24 h第95百分位数浓度依次为北戴河区＞全市平均＞山海关区＞海港区。具体数值见表2。

表2 秦皇岛市2013年各区域环境空气主要污染物浓度监测结果

2.5 主要污染物小时浓度变化规律及分析

统计全市PM10、PM2.5的小时浓度[6]，二者曲线变化规律相同。PM2.5小时浓度随时间推移呈峰谷型变化，夜间大部分浓度均高于白天。除冬季第一峰值出现在10:00左右以外，其他季节的第一峰值均出现在上午七八点左右，11:00以后出现下降趋势，夜间还存在一个高值区。所有季节一天中最低浓度值均在16:00～19:00，最低浓度值由大到小依次为冬季＞春季＞秋季＞夏季。PM2.5小时浓度各季节日变化曲线见图1[7，8]。

图1 PM2.5小时浓度各季节日变化

O3小时浓度各季节日变化曲线见图2。O3浓度呈单峰型分布，夏季、秋季振幅远远大于其他季节，同时呈现明显的冬秋季浓度低、夏秋季高的季节变化。O3浓度一般在06:00～07:00达到最低值，随后浓度逐渐上升，在17:00左右出现最高值，随后开始下降，而夜间臭氧浓度维持相对较低水平[9]。

NO2不同季节浓度日变化曲线如图3所示。NO2日均浓度最低点一般出现在15:00～17:00，最高在早上06:00～08:00，而夜间NO2浓度维持相对稳定水平。进入冬季后NO2浓度明显升高，且振幅远远大于其他季节[10]。

图2 O3小时浓度各季节日变化

图3 NO2小时浓度各季节日变化

3 结论

（1）采用新标准，2013年秦皇岛市环境空气监测6项指标中除SO2年均值与CO 24 h第95百分位数浓度达到标准限值要求外，其他均未满足要求，环境空气质量综合评价为未达标。

（2）PM10、PM2.5作为首要污染物的比例合计超过70%，其次为O3，其他监测项目作为首要污染物的情况较少出现。

（3）秦皇岛市的大气污染具有较明显的月变化规律，O3夏季污染较严重，峰值出现在8月；其他污染物均采暖期污染严重，峰值出现在1月。

（4）2013年北戴河区、海港区和山海关区环境空气质量均不达标。其中北戴河区除NO2年均值和O3日最大8 h滑动平均第90百分位数浓度达标外，其他指标均不达标。海港区和山海关区SO2年平均浓度、CO 24 h第95百分位数浓度和O3日最大8 h滑动平均第90百分位数浓度均达到标准限值，其他指标均不达标。

（5）北戴河区主要污染物PM2.5浓度随时间推移呈峰谷型变化，且夜间大部分浓度高于白天；O3浓度呈单峰型分布，夏季、秋季振幅远远大于其他季节，夜间臭氧浓度维持相对较低水平；NO2夜间浓度维持相对稳定水平，进入冬季后NO2浓度明显升高，且振幅远远大于其他季节。

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB 3095-1996环境空气质量标准[S].北京：中国标准出版社，1996.

[2]中国环境科学研究院，中国环境监测总站.GB 3095-2012环境空气质量标准[S].中国环境科学出版社，2012.

[3]中国环境监测总站、沈阳市环境监测中心站.HJ 663-2013环境空气质量评价技术规范（试行）[S].中国环境科学出版社，2013.

[4]郑瑶，邢梦林，申剑，等.环境空气质量新标准对郑州和开封空气质量评价的影响[J].中国环境监测，2015，31（2）：35-38.

[5]中国环境监测总站，中国环境科学研究院，大连市环境监测中心，等.HJ 633-2012环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）[S].北京：中国环境科学出版社，2012.

[6]魏玉香，银燕，杨卫芬，等.南京地区PM2．5污染特征及其影响因素分析[J].环境科学与管理，2009，34（9）：29-34.

[7]戴书浩，陈泉.南昌市大气污染因子浓度变化规律研究[J].绿色科技，2012(9):174-175.

[8]何仲德，常毅.2001～2010年甘肃省城市环境空气质量分析[J].甘肃科学学报，2012，24（2）：72-74.

[9]王雪梅，符春，梁桂雄.城市区域臭氧浓度变化的研究[J].环境科学研究，2001，14（5）：1-3.

[10]刘爱明，杨柳，吴亚玲，等.城市区域大气颗粒物的健康效应研究[J].中国环境监测，2012，28（5）：19-23.

（编辑：程 俊）

Environmental Air Quality Situation and Concentration Variation Rules of Main Pollutants of Qinhuangdao City

Pan Linlin
（Environmental Protection Monitoring Station in Qinhuangdao,Qinhuangdao Hebei 066000,China）

According to the Standard of Air Quality in Environment newly issued by the Ministry of Environmental Protection of P.R.C.,evaluated the air quality in environment of Qinhuangdao in 2013.The evaluation result showed that the the pollutants concentration didn't meet the standard. The main pollutants were PM10,PM2.5and O3.The air quality in environment of Qinhuangdao varied obviously for months.The peak of O3concentration appeared in August and that of other pollutants in environment appeared in January.The variation of PM2.5concentration in hours showed peak-and-valley change,and that variation of O3showed one peak in hours,while NO2concentration kept relatively stable at night.

air quality in environment；variation rules；Qinhuangdao；main pollutants

X513

A

1008-813X（2015）04-0077-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.04.21

2015-07-21

潘麟麟（1988-），女，蒙古族，辽宁辽阳人，毕业院校内蒙古师范大学计算机科学与技术和法学专业，助理工程师，主要从事环境监测工作。