2005年～2014年哈密市空气质量变化分析

阿迪里·牙克甫 段海静

摘要：以哈密市2005年～2014年大气污染因子监测数据为基础，应用综合污染指数法、综合污染危害指数法评价该区域的大气污染特征。结果表明：哈密市总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物浓度年均值均超过国家环境质量二级标准（GB3095-2012）；污染损害指数和大气质量单项污染指数呈现逐年上升趋势；二氧化硫、二氧化氮历年均未超标。以2种评价方法的综合污染指数显示，哈密市整体大气环境轻度污染，PM10是最主要的大气污染因子。

关键词：空气质量；综合污染指数；哈密市

基金项目：本论文获得河南省教育厅项目，基于树轮N、S积累序列的长时间尺度大气环境质量反演研究（项目编号：13A170051）资助

中图分类号： X51 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.08.038

随着我国经济飞速发展，工业化、城市化进程逐渐加快，由人类活动所产生的污染物释放至环境中的数量急剧增加，由此引发了各种环境问题（大气污染、水污染、土壤重金属污染），其中大气污染问题已经成为我国最突出的环境问题[1～2]。目前，我国有关环境空气质量的研究多集中于北京、上海、广州[1，3～5]、天津[6]、昆明[7]、兰州[8]、乌鲁木齐[9]等一线或省会城市，对西部地区二、三线城市空气质量研究相对较少。哈密市位于亚欧大陆腹地，新疆维吾尔族自治区东部，历史上曾是古丝绸之路重镇，地理位置十分重要，气候属温带大陆型气候，按照城市特定区域划分原则，哈密地区特定区域主要在哈密市区内。近年来，哈密市经济发展迅速，人均GDP由2005年的1.27万元增加至2014年的6.52万元，10年间增加了5.1倍，随着经济的发展，能源消耗量及污染物排放量也在逐年递增，仅2013年，哈密市原煤消耗量达1608.89万吨，2014年，废水排放量为942.51万吨，废气排放量为811.45亿立方米，固废排放量为3590.3万吨。因此，本文以哈密市2005年～2014年的环境空气质量数据为基础，采用综合污染指数法、综合污染危害指数法分析哈密市近十年空气质量变化，旨为改善哈密市环境质量现状。

1 研究方法

1.1数据来源

哈密市空气质量监测站根据城市规模分别设立了哈密地区行署大院五号办公楼五楼站位和哈密师范学校旁丽园小区站位2个大气常规监测站点。本研究所使用的数据是这两个国控环境空气质量自动监测子站10年（2005年～2014年）的总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO2）等的年均值作为原始数据（表1），利用环境空气质量（GB3095-2012）二级标准（表2）对大气污染因子进行综合评价分析。

1.2 评价方法

1.2.1 综合污染指数

单项污染指数：■ 式1

综合污染指数：■ 式2

式中，Pi为i项环境空气污染物的分指数；Ci为i项环境空气污染物浓度的年均值（mg·m-3）；Si为i项环境空气污染物的环境质量标准限值（mg·m-3）；P为环境空气综合污染指数[9]。其评价标准[9]为Pi ≤1为未污染，1

1.2.2综合污染危害指数公式

受m项污染物污染的大气质量综合污染危害指数I公式[10]为： ■ 式 3

■ 式 4

■ 式 5

式中，cj为j污染物在大气中的浓度监测值；cj0为设定的j污染物的某一确定值，通常取j污染物的天然浓度本底值，其基准浓度为SO2为0.02本研究选取Wj为第j种污染物的归一化相对权值，它由Ij所处的标准级别的相对重要性决定；Ij为第j种污染物的危害指数。其评价标准为：Ⅰ（清洁），0

2 结果

2.1 哈密市环境空气质量分析

由表1和表2可知，2005年～2007年，TSP含量均高于我国空气质量二级标准，含量最高值的年份出现在2006年，超标率为14.50%，单项污染指数均达到轻度污染，2008年以后，由于不再监测TSP含量，故本研究不进行讨论。2005年～2014年，PM10均值为0.096 mg·m-3，最大年均值为0.141 mg·m-3，出现于2014年，最小值为0.067，出现在2005年。10年期间，除2005年没有超标外，其他年份PM10含量均高于国家空气质量二级标准；SO2均值为0.018 mg·m-3，最大年均值（0.027 mg·m-3）和最小年均值（0.005 mg·m-3）分别出现在2011年、2005年、2006年，10年间，SO2均在国家二级标准以内；NO2均值为0.028 mg·m-3，最大年均值为2006年的0.04 mg·m-3，最小值为2009年的0.015 mg·m-3，符合国家二级标准。

从图1可知，PM10随着时间的推移，其污染趋势呈现逐年上升的趋势，其超标率由2005年的0.00%增至2014年的101.43%，单项污染等级由2005年的未污染变为2014年的中度污染。SO2也随着年份的增加，含量呈逐年增加趋势，但增长幅度缓慢，始终符合国家二级标准，NO2变化趋势略降而后增加，但整体变化趋势较平稳，SO2和NO2始终在可控范围之内，综合污染指数始终在2.14～3.40波动，表明近年来实行的环境政策对大气污染因子起到了很好的调控作用。

2.2空气质量特征

表2 GB3095-2012环境空气污染物年平均浓度限值（mg·m-3）

注：空气污染物的基准浓度值cj0来源于李祚泳等，2000。

选择表2中cj0作为污染物的天然浓度本底值，利用式3～式5可计算得到哈密市主要空气污染损害指数的评价结果（图2），从图2可知，2005年～2014年，ISO2范围介于0.27～0.36，平均值为0.32，INO2范围介于0.33～0.51，平均值为0.41，其Ij均小于0.52，空气质量属于清洁，ITSP和IPM10变化范围分别在0.73～0.82，0.60～1.46，平均值0.79和0.89，均高于污染损害指数的二级标准（5.2），空气质量属于中度污染。而2005年～2014年的I在0.51～0.88间波动，平均值为0.63，除2008年，空气质量属于清洁外，其他年份均属于中度污染，但I整体呈现上升趋势，I2014是I2004的1.52倍，年增长率达到3%，2005年～2014年，整体空气质量等级均为Ⅱ级。

通以上分析可知，哈密市2005年～2014年的空气污染危害指数和大气环境综合指数均表现出随着时间推移指数逐渐上升的趋势，大气环境质量已出现轻度污染特征，其中，PM10是最主要的污染因子，需要引起当地环境部门的关注。

3 哈密市环境空气质量影响因素分析

3.1实施城市扬尘综合整治工程

空气中的大气颗粒物主要来自于建筑工地、渣土运输、道路扬尘及各类堆场的有效监督管理。近年来，哈密市为控制大气扬尘，采取了一些列调控措施，主要包括禁止在哈密市上风向新建、扩建排放大气污染物的工业项目；规划城市垃圾排放点，严禁城市周边乱倒垃圾。推行道路机械化清扫等低尘作业方式等；同时加快城市及周边绿化和防风固沙林建设。

3.2 能源结构的变化与清洁生产的发展

SO2主要来源于燃煤。哈密地区2005年原煤消耗量为354.66万吨，2013年为1608.89万吨，10年增加了4.54倍。2005年哈密地区万元GDP平均能耗为2.23吨标煤，至2013年哈密地区万元GDP能耗为3.44吨标煤，10年间增幅达54.26%。哈密地区近年来，SO2随着年份的增加含量逐年增加，但并未超过国家标准，这可能与哈密地区近年来实行餐饮业“煤改气”工程及重点污染源减排工程有关及实施燃煤锅炉整治工程，推行热电联产集中供热工程。

3.3 机动车尾气排放的管理

NO2来源广泛，但主要来源于机动车尾气排放，哈密地区2005年～2014年的民用车辆拥有量（环统）由7.65万辆增加至18.99万辆，10年间增加了2.48倍；哈密地区废气排放量由270.83亿立方米增加至811.45亿立方米，10年间增加了3.00倍。由于近些年哈密市实施燃油品质提升工程（2014年底，全地区全部使用符合国家第四阶段标准的车用汽油），以及加强机动车环保标志管理：推动机动车环保检验机构建设，开展在用机动车年度检验，并作为机动车年度安全檢测和年审的前置条件，对检测不达标车辆按照环保要求限期治理，2015年划定城市区域黄标车禁行区；淘汰2005年底前注册营运的黄标车，及哈密市重点减排工程的实施，对哈密市空气中NO2的含量进行了很好的调控。

4 结论

2005年～2014年，PM10是哈密市环境空气中的首要污染物。SO2、NO2的变化趋势不显著，整体均未超过国家空气质量二级标准（GB3095-2012）。李氏评价结果表明，哈密市2005年～2014年的空气污染危害指数和大气环境综合指数随着时间推移指数逐渐上升的趋势，大气环境质量已出现轻度污染特征。在经济快速增长、能源消耗逐年增加的前提下，哈密市环境空气质量的改善，说明节能减排、产业升级、污染源综合治理、能源清洁使用等措施对改善环境空气质量起到了关键作用。

参考文献

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