细颗粒物（PM2.5）对农村环境空气质量评价的影响分析

黎 宁 秦旭芝 李传章 韦 锋 夏新建

（广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028）

细颗粒物（PM2.5）对农村环境空气质量评价的影响分析

黎 宁 秦旭芝 李传章 韦 锋 夏新建

（广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028）

为了评估细颗粒物（PM2.5）监测对农村空气质量等级的影响，2014年在3个村庄监测了二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、吸入性颗粒（PM10）和细颗粒物（PM2.5）等污染指标，使用环境空气质量标准（GB 3095-2012）和环境空气质量指数（AQI）法进行评价。结果显示：农村环境空气质量评价等级在细颗粒物（PM2.5）纳入评估后有所降低，等级为优的比例从29.7%下降到1.7%，等级为良的比例从70.3%提高到95.0%，同时轻微污染的比例从0提高到3.3%。环境空气质量指数（AQI）法对空气污染物有了更准确的评价，能评估未超标情况下空气污染物对空气质量的贡献程度。PM2.5与 PM10有显著的正相关关系。

细颗粒物（PM2.5）；农村环境空气质量；评价

1 引言

尽管我国经济发展越来越快，随着我国城乡一体化，城镇农村逐步融合，农村生活水平越来越高，但农村脏乱差现象依然严重，我国农村环境质量一直都面对着污染问题[1，2，3]，农业生产、生活消费和村镇企业生产所带来的环境污染程度不大，但不容忽视。一些农村开发或基建造成了生态破坏，表现为植被破坏，土地裸露面积增加，大风天气条件下，尘土飞扬，加上秸竿焚烧、生活垃圾焚烧、餐饮油烟，以及一些村办企业未经处理即排放废气，使环境空气受到一定程度污染。环境污染现实与居民对生活水平的高追求之间的矛盾使农村地区环境空气质量日益受到关注，因此，开展农村环境质量监测与评价是加强农村环境保护提高居民生活环境质量的前提条件，只有掌握了农村环境质量状况，才能提出相应的政策措施[4，5]。更为严格的《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）于2016年1月1日后实施[6]，该标准最引人关注的是新增细颗粒物（PM2.5）监测。PM2.5为空气中粒径小于2.5微米的细颗粒物，可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康危害很大[7]，PM2.5在空气中的浓度与人的感官关系最密切，但原先的《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）[8]没有包括PM2.5监测，这造成了空气质量评价等级与民众感受存在一定的落差。新增该项目监测对农村空气环境质量评价结果的影响程度如何，值得进行探究，这对今后农村环境保护和治理、改善农村居住环境条件、提高居民生活质量等有重大的现实意义。

2 材料与方法

监测地点：在南宁市上林县选择3个典型的种植型农村，分别为XY镇HM村、CT镇XJ村和DF镇SL村，布设了1个环境空气质量监测点位。

监测项目和频次：2014年在 3个村庄监测了二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）等4个项目，监测污染物的24小时平均值。每个季度监测1次共4次，每次连续监测5天。

监测方法：采用手工监测方法，按《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ/T194-2005）、《环境空气质量监测规范（试行）》、《环境空气和废气监测分析方法》等技术规范开展。每天进行不少于20小时采样。

分析方法：二氧化硫（SO2）采用《环境空气 二氧化硫的测定甲醛吸收－副玫瑰苯胺分光光度法》HJ482-2009；二氧化氮（NO2）采用《环境空气 氮氧化物的测定盐酸萘乙二胺分光光度法》HJ 479-2009；可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）均采用《环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法》HJ618-2011

评价标准：环境空气质量采用《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633-2012）[9]进行评价。

3 结果与分析

3.1农村环境空气污染物含量和超标情况

监测结果表明，3个村庄的环境空气污染物含量总体上较低，除XY镇HM村和CT镇XJ村各有1天PM2.5超标外(超标率均为5%)，其他3种污染物远低于标准值（表1）。对PM2.5超标严重程度进行了分析，其超标浓度最高分别为77μg/m3和78μg/m3，超标天数也仅各为1天（每个村庄监测总天数为20天），可见PM2.5超标程度实际上很轻微。同时，可吸入颗粒物PM10监测值最高为 115μg/m3，平均值大约为标准值的一半以下，说明这3个农村环境质量总体上良好。

按照《农村环境质量监测技术导则（修改稿）》对农村类型的划分方法[10]，这3个农村以种植业为主，没有大村镇企业，因此以其主要生产方式和主要污染来源划分为种植型村庄。环境污染源主要为农业生产、生活垃圾和生活污水等，环境空气污染来源主要为秸杆焚烧、生活垃圾焚烧、交通道路的扬尘。经过调查发现，环境空气PM2.5超标原因来自大风天气条件下的生活垃圾焚烧和交通道路扬尘的可能性最大。

表1　上林县3个农村环境空气污染物含量及超标情况

3.2细颗粒物（PM2.5）对空气质量评价等级的影响

《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）于2016年1月1日实施，各省级人民政府可以根据实际情况和当地环境保护的需要提前实施该标准，《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633-2012）与之同步实施。该标准最引人关注的是新增加PM2.5的监测，对环境空气质量采用环境空气质量指数（AQI）法进行等级评价，除定义超标污染物外，还在未超标情况下，定义环境空气质量指数AQI大于50时IAQI最大的空气污染物为首要污染物[9]，对于分析环境空气污染物主要贡献因子有重要作用。采用环境空气质量指数方法评价结果显示（表3），南宁市上林县3个村庄中，PM2.5成为首要污染物天数比例高达95%以上，成为超标污染物的天数比例为5%；同时，PM10成为首要污染物的天数比例高达80%以上。PM2.5和PM10成为首要污染物的天数比例较高，说明这3个村庄存在着较大的大气颗粒物潜在污染风险。

细颗粒物PM2.5是《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）新增加的空气污染物，与以往相比，环境空气质量的评价标准更严格，空气质量等级评价更低。对3个村庄共60天的监测数据进行分析，结果显示，增加PM2.5评价后，优等天数降低，从8天降为1天，比例从29.7%下降到1.7%；良等级天数从52天增加到57天，良等级所占比例从70.3%提高到95%；轻微污染从0天增加到2天，比例从0提高到3.3%。这结果说明新标准由于PM2.5纳入评价确实使空气质量等级降低了。

由于以往没有开展PM2.5的监测，在进行历史数据比较时，造成可比性下降。如果能通过建立污染物之间的相关关系方程，可以粗略推算之前农村PM2.5状况。本文利用60天的监测数据分析了PM2.5与PM10、NO2、SO2之间的关系，结果显示，PM2.5与 PM10两者间存在着显著的线性正相关关系（r2=0.5739; n=60,r0.01**=0.325）（图1），与他人的研究结果相类似[11,12]，这应该与PM2.5和PM10的性质类似有关，但与NO2和SO2之间关系不显著。因此，从理论上可以建立PM10和PM2.5的回归方程，通过PM10数据推算PM2.5的大致含量范围，从而能够对《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）实施前后的环境空气质量数据进行比较。

表2　上林县3个村庄的空气污染物成为首要污染物和超标污染物的天数和百分比

表3　PM2.5纳入评价后对空气质量等级的影响

图1　PM10和PM2.5的相关关系图

4 结论

广西南宁市上林县 3个农村的环境空气质量总体良好，偶尔有细颗粒物（PM2.5）超标情况出现，超标原因来自道路扬尘和村庄垃圾焚烧。新增加PM2.5作为环境空气质量评价因子后对农村环境空气质量评价结果有较大影响，空气质量评价结果更为严格。环境空气质量指数（AQI）法对空气污染物的作用有更准确的评估，展现了未超标情况下空气污染物对空气质量的贡献程度。PM2.5与 PM10两者间存在着显著的线性正相关关系，从理论上可以建立PM10和PM2.5的关系方程，通过PM10数据推算环境空气质量历史数据而进行比较。

5 建议

在乡镇村委层面上加大农村环境保护力度，进一步开展农村环境综合整治行动，空气环境质量等级提高的主要措施应当采取整治废气污染型村镇企业、洒水道路抑制施工扬尘，以及做好垃圾焚烧相应处理措施。同时加大农村环境保护宣传，增强广大农民的环保意识和监督意识，引导民众积极抵制损害农村环境质量的违法行为，改善当地农村居住环境。

致谢

本文同时得到广西土壤环境污染与生态修复人才小高地和广西西江流域生态环境与一体化发展协同创新中心的支持。

[1] 朱志胜,刘丽,王晓斐.我国农村环境质量不容乐观[J].世界环境,2013,(5): 54-55.

[2] 吴淼媛,卢德裕.农村生态环境严竣的现状和对策[J].环境,2012,(S2):12-14.

[3] 陈文胜,王文强.农村生活垃圾的环境污染问题与对策——对湘南某镇的个案考察[J].湖南社会科学,2007,(4): 122-125.

[4] 冯静,董君,陶红蕾.浅析当前农村环境空气监测存在的不足及改进对策[J].农业与技术,2012, 32(5):194-195.

[5] 焦宝玉,陈建文,廖乾邑,等.四川省农村环境空气污染源分布及其对自动监测点位设置影响的研究[J].四川环境,2011,30(6):57-62.

[6] GB 3095-2012.环境空气质量标准[S].北京:环境保护部,2012.

[7] 张文丽,徐东群,崔九思.空气细颗粒物(PM2.5)污染特征及其毒性机制的研究进展[J].中国环境监测,2014,18(1): 59-63.

[8] GB 3095-1996.环境空气质量标准[S].北京:环境保护部,1996.

[9] HJ 633-2012.环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）[S].北京:环境保护部,2012.

[10] 中国环境监测总站. 农村环境质量监测技术导则(修改稿)[Z].北京:中国环境监测总站,2013.

[11] 李广德,李效文.北京市区春夏 PM2.5和 PM10浓度变化特征研究[J].环境科学与管理,2013,38(5):52-56.

[12] 郑瑶,邢梦林,李明,等.郑州市PM2.5和PM10质量浓度变化特征分析[J].干旱环境监测,2014,28(3):104-108.

Impact of fine particulate matter (PM2.5) on the assessment of rural environment air quality

In order to evaluate the impact of fine particulate matter (PM2.5) monitoring on air quality level in rural areas, The sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), inhalation of particles (PM10) and fine particulate matter (PM2.5) were monitored in three villages, 2014, and were then evaluated with the ambient air quality standard (GB 3095-2012) and environmental air quality index (AQI) method. The results showed that the rural environmental air quality evaluation grade decreased when fine particulate matter (PM2.5) was considered, the proportion of optimal grade droped from 29.7% to 1.7%, and the good grade, rised from 70.3% to 95.0%, while the slight polluted ratio increased from 0 to 3.3%. The air quality index (AQI) method can evaluate the air pollutant's contribution to air quality more correctly. There is significant positive correlation between PM2.5and PM10.

Fine particulate matter (PM2.5); rural air quality; evaluation

Q813.11

A

1008-1151(2015)06-0036-03

2015-05-11

环保部公益项目 (201309032)；广西科学研究与技术开发计划(2014DD29046)。

黎宁（1972－），男，广西壮族自治区环境监测中心站高级工程师，博士，研究方向为土壤环境质量监测与评价。

秦旭芝（1983－），女，广西壮族自治区环境监测中心站工程师，研究方向为环境监测与评价。