环境空气质量新标准对郑州和开封空气质量评价的影响

2015-04-26邢梦林

中国环境监测 2015年2期

郑瑶，邢梦林，申剑，李明

河南省环境监测中心，河南郑州 450004

近年来，在中国经济社会快速发展的同时，大气污染已经从煤烟型污染演变为煤烟型和氧化型复合污染，区域性灰霾和臭氧污染不仅直接危害人体健康，而且造成大气能见度下降，看不见蓝天，公众对大气环境不满［1-2］。2012年以前，中国的空气质量评价指标仅包括二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10)3项污染物，尚不能完全反映大气污染的实际状况，使空气质量评价结果与公众直观感受不一致［3-4］。随着公众环境意识的提高，将细颗粒物(PM2.5)等二次污染物纳入环境空气质量评价标准的呼声日益高涨［5］。

2012年中国发布《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)(以下称新标准)，调整了环境空气功能区分类方案，增加了PM2.5和O38 h平均浓度限值，收紧了PM10等的浓度限值，收严了监测数据统计的有效性规定，同时更新了 SO2、NO2、O3与颗粒物等的分析方法标准，增加自动监测分析方法［6-7］。环境保护部随即印发了《关于实施〈环境空气质量标准〉的通知》，明确国家将分为4个阶段实施新标准:京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市2012年实施;113个环境保护重点城市和国家环保模范城市2013年实施;2015年，所有地级以上城市实施;2016年1月1日新标准在全国实施。

根据环保部《空气质量新标准第一阶段监测实施方案》和河南省郑汴一体化的要求，河南省郑州、开封作为第一批试点城市，于2012年完成了PM2.5建设，2013年1月1日起正式实施新标准，并发布空气质量指数(AQI)。

以2013年度郑州、开封市的环境空气自动监测数据为依据，分别采用新标准(AQI)、老标准(API)进行评价，分析新标准对评价结果产生的影响。

1 实验部分

1.1 监测项目

监测项目包括 SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3。监测仪器型号见表1。

表1 郑州、开封空气自动监测站仪器型号

1.2 监测时段与点位

2013年1月1日—12月31日，在郑州市布设8个自动监测点位(郑州市监测站、烟厂、医学院、郑纺机、银行学校、供水公司、经开区管委、四十七中)，开封市布设4个自动监测点位(河大一附院、妇幼保健院、肿瘤医院、世纪星幼儿园)。

1.3 数据处理

API对应日均值为前一天中午12:00到当天中午12:00共24 h平均浓度的算术平均值。AQI对应日均值为一个自然日24 h平均浓度的算术平均值。

2 结果与讨论

2.1 年均浓度及达标情况

根据老标准，2013年郑州、开封的 SO2和NO2年均浓度均达到国家二级标准，郑州市的PM10年均浓度超过二级浓度限值70%，开封市的PM10年均浓度超过二级浓度限值36%;根据新标准，郑州、开封的SO2年均浓度达到国家二级标准，CO年均值与O3日最大小时浓度的年均值均较低，而郑州的 NO2、PM10、PM2.5年均浓度分别超过新标准二级浓度污染限值30%、142%、208%，开封的PM10、PM2.5年均浓度分别超过新标准二级浓度限值94%、260%，见表2。

表2 2013年郑州、开封主要大气污染物浓度mg/m3

2.2 达标率变化

2.2.1 单项污染物达标率

2个城市主要大气污染物的超标率情况见表3。

表3 2013年2市主要大气污染物的超标率 %

由表3可见，2013年郑州市的SO2和PM10按老标准和新标准评价日均浓度超标率变化不大，NO2超标率新标准比老标准提高了7个百分点，O3(1h)、CO、PM2.5均出现不同程度的超标，其中PM2.5超标率最高，达到58%。开封市SO2日均浓度变化不大，PM10超标率提高了6个百分点，NO2超标率提高3个百分点，PM2.5超标最严重，超标率为63%，O3(1h)超标率为8%，CO超标率为23%。

2.2.2 AQI与API达标率

2013年按照 API评价，郑州的达标率为51%;按照AQI评价，达标率为35%，比API评价下降16个百分点。当对SO2、NO2、PM10老3项采用AQI评价达标率时，其结果与API评价基本一致，同为51%。在老3项的基础上引入CO后，达标率上升1个百分点，变化幅度较小。在老3项的基础上引入O3后，达标率下降3个百分点。而在老3项的基础上引入 PM2.5后，达标率仅为38%，下降13个百分点。故NO2标准的收严和CO的引入未对郑州市空气质量评价结果造成影响，导致郑州市达标率下降的主要原因是PM2.5的纳入(图1)。

图1 2013年郑州市空气质量评价结果及变化情况

2013年按照 API评价，开封的达标率为71%;按照AQI评价，达标率为31%，比API评价下降40%。对SO2、NO2、PM10老3项采用 AQI评价后，开封的达标率下降为63%，受NO2标准收严影响较大。在老3项的基础上引入CO后，达标率下降19个百分点。在老3项的基础上引入O3后，达标率为62%。在老3项基础上引入PM2.5后，开封的达标率显著下降为34%，下降幅度高达37个百分点。故PM2.5的纳入是开封市达标率下降的主要原因，NO2的收严、CO和O3的纳入也是达标率下降的原因(图2)。

图2 2013年开封市空气质量评价结果及变化情况

2.3 首要污染物变化

根据API，PM10是郑州、开封2013年空气质量的首要污染物。根据AQI对首要污染物进行评价，PM2.5成为最重要的首要污染物。郑州市PM2.5作为首要污染物的比例为78%，其次为PM10和O3(1h)，分别占12%和9%，见图3;开封市PM2.5作为首要污染物的比例为86%，其次为CO和PM10，分别占6%和3%，见图4。

图3 2013年郑州首要污染物构成(AQI)

图4 2013年开封首要污染物构成(AQI)

2.4 主要污染物的月变化规律

将2013年郑州、开封重要的首要污染物作为城市的主要污染物，对其月变化规律进行分析，见图5。

图5 2013年郑州、开封主要污染物的月变化规律

2013年郑州的主要污染物为 PM2.5、PM10和O3(1h)，由图5可见，PM10和PM2.5的变化规律基本一致，1月达到全年月均浓度的峰值，原因可能与冬季气温低、静风频率高，易形成逆温天气，以及采暖期燃煤用量较大有关，10月颗粒物高值可能与秸秆燃烧有关，而3—9月的月均浓度变化较为平缓，其中8月的月均值达到全年月均浓度谷值;而O3(1h)月均浓度在8月达到全年峰值，可能与此时段太阳辐射强烈有利于O3生成有关，1、2、11月浓度较低，1月达到全年月均浓度谷值。建议有针对性地采取措施，改善空气质量。

开封的主要污染物为PM2.5、PM10和CO，由图5可见，颗粒物变化规律与郑州基本一致，1、10月浓度较高，原因与气象条件及采暖期有关，10月达到全年月均浓度的峰值，可能与秸秆燃烧有关，2—9月的月均浓度变化较为平缓，其中8月的月均值达到全年月均浓度谷值;CO冬季污染较严重，月均浓度峰值出现在1月，原因可能是冬季温度低，辐射减弱，光化学反应减弱，且冬季大气稳定度高，CO扩散能力低，从而浓度升高。