重庆市大气污染特征及影响因素分析

杨显双 伍丽梅

(1.重庆市北碚区环境监测站，重庆 北碚 400700;2.重庆市北碚区精神卫生中心，重庆 北碚 400712)

我国西南地区是酸雨污染严重的中心区域［1］，而重庆市是我国西南地区的工业重镇，也是我国老工业基地之一，是我国酸雨发生重灾区之一。而SO2、NO2是酸雨形成的前体物，是造成大气二次污染的主要原因［2－4］。其次SO2、NO2对大气中光化学烟雾的贡献以及与人体健康的影响是近年来关注的焦点［5－7］。SO2、NO2具有强烈的腐蚀性和生理刺激作用，特别是对皮肤和呼吸系统的损害大，严重时则会导致皮肤癌以及呼吸系统衰竭。

此文利用2013年1月－2013年12月重庆市大气自动监测站实时发布的数据，对SO2与NO2污染特征、时间变化规律与气象影响因素的相关性进行了分析。研究结果为重庆市酸雨的污染防治提供科学的依据，为空气质量的进一步采取控制措施提供参考，为农作物的灾害预警提供提供可靠的依据。

1 数据来源与评价标准

1.1 数据来源

重庆市地面国控17 个自动监测站实时发布的监测数据;气象资料来源重庆市气象局。

1.2 评价标准

重庆市属于环境空气质量标准的二类区，执行《环境空气质量标准》(GB3095－2012)中二级标准。

2 结果与讨论

2.1 大气污染物的季变化特征分析

如图1 所示:2013年SO2和NO2的年均值分别为32μg·m－3和38μg·m－3低于国家年均值Ⅱ级标准(SO2≤60μg·m－3;NO2≤40μg·m－3)，而季均值也低于国家日均值Ⅱ级标准(SO2≤150μg·m－3;NO2≤80μg·m－3)，但两者呈现不同的季节性变化。其中，SO2的质量浓度呈两头高中间低的“μ”型分布，即春季和冬季SO2的质量浓度高，而夏秋季SO2的质量浓度低。春冬季是化石燃料用量的高峰期，这说明化石燃料燃烧是重庆市SO2污染的主要输入途径;而NO2的质量浓度呈现波浪形变化，各季节的质量浓度差别不大，其中，峰值(42μg·m－3)出现在秋季，低值(32μg·m－3)出现在夏季。这说明重庆NO2污染主要可能是机动车排放的废气和大气输入所致。

图1 2013年季平均SO2和NO2 浓度的变化

2.2 大气污染物的月变化特征分析

如图2 所示:2013年SO2和NO2月均值范围分别为21～49μg·m－3和27～44μg·m－3。SO2月均值变化趋势明显，总体呈现两头高中间低的趋势。即1月和12月SO2质量浓度值高，5月、6月、7月和9月SO2质量浓度低，这可能与降雨量的大小以及化石燃燃料的用量有关。峰值(49μg·m－3)出现在12月，低值(21μg·m－3)出现在9月。其中1－2月、3－6月、8－9月SO2质量浓度呈急剧下降趋势，9－12月SO2质量浓度呈急剧升高趋势;NO2月均值之间变化不大，总体呈现波浪式变化，时高时低。1－4 和10－12月呈波浪式降低，6－9 呈逐渐升高趋势，其中，峰值(47μg·m－3)出现在9月，低值(27μg·m－3)出现在4月和6月。这说明重庆市控制机动车废气的排放是减少NO2的污染的有效手段之一。

图2 2013年月平均SO2和NO2浓度的变化

2.3 大气污染物与风速、风向的关系

如图3 所示:风速、风向对SO2、NO2的质量浓度有不同的影响。在重庆市的西北偏北、北方、东北方向高浓度的SO2出现的频率较高，分别为12.8%、11.3%、11.0%，而高浓度的NO2在西南偏南、北方、南方出现的频率较高，分别为10.7%、10.0%、9.82%。同时，风速的大小与大气污染物浓度的高低有直接的关系，当风速相近风向为偏西风时，SO2的质量浓度最低，为21μg·m－3，静风时重庆市SO2的质量浓度相对较高，这说明SO2的污染主要由局地产生;而当风速相近风向为东风时，NO2的质量浓度最低，为27μg·m－3。图3 也说明偏西风时对SO2的污染起着主要的清除作用，东风时对NO2的污染起着主要的清除作用。同时也说明不同的风向、风速对SO2、NO2有着不同的清除作用。

2.4 大气污染物与气象因子相关性分析

图3 (A)污染物浓度与(B)风速随风向的变化

由表1 给出了重庆市2013年SO2、NO2浓度与基本气象因子的相关性分析。可以得出重庆市SO2的质量浓度与降雨量极显著相关，与平均大气压、平均气温显著相关;而NO2的质量浓度与平均气温、相对湿度、降雨量、平均气压、日照时数不存在显著的相关性。SO2和NO2的质量浓度随着降雨量的增加、日照时长而降低;SO2和NO2的质量浓度随着平均相对湿度、平均气压的升高而升高。SO2质量浓度随着气温的升高而显著降低，这可能是随着气温的升高，加速污染物的快速扩散的原因。比较SO2和NO2的质量浓度与各个气象因子的相关系数r 的绝对值，发现降雨量、平均气温、平均气压、日照时数对SO2的影响都要强于NO2，而NO2受相对湿度的影响侧较强。5 个气象因子与SO2浓度的相关系数r 的绝对值排序为:;5 个气象因子与NO2浓度的相关系数r 的绝对值排序为:。这说明不同的气象因素对SO2度与NO2的质量浓度的影响是不相同的，相对于SO2浓度更易受到近地面气象因子降雨量、平均温度、平均气压的影响而积累或扩散，而NO2浓度更易受到近地面气象因子平均相对湿度的影响而积累或扩散。因此，我们在治理大气污染物时，应结合气象条件，有针对性的采取不同的治理措施。

表1 重庆市2013年SO2、NO2 浓度与基本气象因子的Pearson 相关性分析1)

3 结 论

(1)2013年SO2和NO2质量浓度的年均值分别为32μg·m－3和38μg·m－3，满足国家年均值Ⅱ级标准。SO2的质量浓度呈两头高中间低的“μ”型分布，即春季和冬季SO2的质量浓度高，而夏秋季SO2的质量浓度低;而NO2的质量浓度呈现波浪形变化，各季节的质量浓度差别不大，峰值(42μg·m－3)出现在秋季，低值(32μg·m－3)出现在夏季。

(2)2013年SO2和NO2月均值范围分别为21－49μg·m－3和27－44μg·m－3。SO2月均值变化趋势明显，总体呈现两头高中间低的趋势，峰值(49μg·m－3)出现在12月，低值(21μg·m－3)出现在9月;而NO2的质量浓度1－4 和10－12月呈波浪式降低，6－9 呈逐渐升高趋势，峰值(47μg·m－3)出现在9月，低值(27μg·m－3)出现在4月和6月。

(3)2013年全年风速、风向对SO2、NO2的质量浓度有不同的影响。在重庆市的西北偏北、北方、东北方向高浓度的SO2出现的频率较高，分别为12.8%、11.3%、11.0%，而高浓度的NO2在西南偏南、北方、南方出现的频率较高，分别为10.7%、10.0%、9.82%。偏西风时对SO2的污染起着主要的清除作用，东风时对NO2的污染起着主要的清除作用。同时也说明不同的风向、风速对SO2、NO2有着不同的清除作用。重庆市2013年SO2的质量浓度与降雨量极显著相关，与平均大气压、平均气温显著相关;而NO2的质量浓度与平均气温、相对湿度、降雨量、平均气压、日照时数不存在显著的相关性。SO2浓度更易受到近地面气象因子降雨量、平均温度、平均气压的影响而积累或扩散，而NO2浓度更易受到近地面气象因子平均相对湿度的影响而积累或扩散。

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