济源市“十二五”期间城市大气环境质量状况变化分析

马诗院，李桥，李爱霞，张艳青

(1.济源市环境科学研究所，河南 济源 459000;2.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475000)



济源市“十二五”期间城市大气环境质量状况变化分析

马诗院1，李桥2，李爱霞1，张艳青1

(1.济源市环境科学研究所，河南 济源 459000;2.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475000)

根据济源市“十二五”期间大气环境质量监测数据，利用综合污染评价法和多时段趋势分析法对大气环境质量进行了分析.结果显示，“十二五”期间，济源市大气环境质量有所下降，二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物三项污染浓度总体呈上升趋势，首要污染物为可吸入颗粒物.这与济源市“十二五”期间城市化进程的加快和工业企业污染物的排放有很大关系，针对这些特征提出了改善大气环境质量的建议.

“十二五”；济源市；大气环境质量；综合污染指数；Spearman秩相关系数

0 引 言

济源市位于黄河北岸，北隔太行山与山西晋城相接，西临王屋山，南临洛阳，东接焦作，是个新兴工业城市.2015年全市生产总值为494.41亿元，其中第二生产总值为330.93亿元，占总量的66.93%，与2010年相比生产总值增加了44.78%[1].“十二五”期间济源市不断加大污染治理力度，济源市城市环境空气质量与“十一五”相比略有下降，二氧化硫年均值均超二级标准；可吸入颗粒物2012年年均值达到二级标准，2011年、2013年、2014年、2015年年均值均超二级标准，污染水平有上升趋势，但上升幅度较小，二氧化氮年均值达到二级标准，但浓度值有上升趋势.本文通过分析“十二五”期间济源市城市大气环境质量状况及特征，以期为“十三五”济源市大气污染防治工程提供指导依据.

1 材料与方法

1.1 数据来源

济源市城市大气环境在线监测站有3个，分别是百货大楼、新行政区和污水处理厂，监测项目2014年前为SO2、NO2和PM10，2015年开始新增加了PM2.5、CO和O3三项.本文数据来源于《济源市环境质量报告书》(2011-2015年度).

1.2 评价标准

由于《环境空气质量标准》(GB3095-2012)[2]在2016年1月1日起在全国开始实施，所以本文对济源市“十二五”期间空气质量的评价仍使用《环境空气质量标准》(GB3095-1996)作为评价标准，城镇居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区为二类区，执行二级标准.各项污染因子的具体评价标准的年平均值分别为：二氧化硫为0.06 mg/m3，二氧化氮为0.08 mg/m3，可吸入颗粒物为0.10 mg/m3.因2015年才开始监测PM2.5、CO和O3三项污染物，故本文不对这三项污染物进行分析.

1.3 评价方法

1.3.1 综合污染评价法

在大气环境质量现状评价中，常用的方法有综合指数法[3-6]、模糊数学法[7-9]、主成分分析法[10]、灰色聚类法[11，12]等，这些方法在大气环境质量现状评价中发挥了重要的作用.综合指数法因其简单易懂，且直观便捷而受到管理部门的青睐，本文运用综合指数对济源市“十二五”期间的大气环境质量状况进行评价.其计算公式[13]如下：

式中，Pi为第i种污染物的污染分指数，Ci为第i种污染物的年均值，Si为第i种污染物的年均评价标准，P为大气综合污染指数，n为评价因子个数.大气综合污染指数分级标准见表1.

表1 大气综合污染指数分级标准

1.3.2 多时段趋势分析法

多时段趋势统计分析采用Spearman秩相关系数法，计算公式[3]如下：

式中，Rs为秩相关系数，di为变量xi与yi的差值，xi为周期1到N按浓度值从小到大排列的序号，yi为按时间排列的序号.

如果秩相关系数Rs大于零，表示为上升趋势；如果Rs小于零，表示下降趋势；将Rs的绝对值与Spearman相关系数统计表中的临界值Wp进行比较，大于临界值Wp时，表示变化趋势具有显著意义.

2 结果与讨论

2.1 大气污染物年均浓度变化

根据济源市3个大气环境质量监测点的监测数据，对济源市“十二五”期间城市大气污染物年均浓度进行了统计(表2).三种污染物的浓度都呈现上升的趋势，其中二氧化硫年均浓度有小波动，总体呈上升趋势，2011年的年均浓度为0.062 mg/m3，2015年的年均浓度为0.069 mg/m3，上升11.3%；二氧化氮的年均浓度逐年上升，从2011年的年均浓度为0.032 mg/m3上升到2015年的年均浓度为0.039 mg/m3，上升21.9%；而可吸入颗粒物相对其他两种污染物，波动较大，从2011年的年均浓度为0.104 mg/m3上升到2015年的0.125 mg/m3，上升20.2%.

表2 济源市“十二五”期间城市大气污染物年均浓度统计表 单位：mg/m3

2.2 大气环境质量综合评价

利用综合指数法对城市大气环境质量进行评价，大气污染综合指数如表3所示.综合污染指数是各项大气污染物单项分指数之和，首要污染物是单项大气污染物的分指数在综合指数中所占比例(即负荷系数)最大者[13].济源市“十二五”期间，大气环境质量属于轻污染，其中2012年的大气环境质量最好，2015年最差，总体上呈现变差的趋势；其中二氧化硫和可吸入颗粒物所占的污染负荷份额较大，首要的污染物是可吸入颗粒物，其次是二氧化硫；二氧化硫占污染负荷份额呈现下降的趋势，而二氧化氮和可吸入颗粒物占污染负荷份额有所波动.

表3 济源市“十二五”期间城市大气污染综合指数

2.3 城市大气环境质量变化趋势

根据Spearman秩相关系数法，取显著水平为0.05的W0.05=0.90为判别标准，各污染物分析结果见表4.从表4中可以看出，“十二五”期间二氧化硫、可吸入颗粒物有上升趋势，但上升幅度较小，为不显著上升；二氧化氮呈显著上升趋势.这说明“十二五”期间，济源市大气环境质量总体呈现变差趋势.

表4 Rs与Wp的比较结果

2.4 “十二五”末与“十一五”末大气环境质量对比

“十二五”末与“十一五”末大气环境质量相比，二氧化硫和可吸入颗粒物年均浓度有所上升，其中可吸入颗粒物年均浓度上升17.9%，上升明显；二氧化氮年均浓度有所下降，下降2.5%(图1).

图1 “十二五”末与“十一五”末大气污染物浓度对比

从图1可见,“十二五”期间，二氧化氮呈上升趋势，但与“十一五”期间相比有所下降，这与济源市“十二五”期间电力等行业实施的脱硝治理工程有关，减排效果明显；二氧化硫无明显变化，但有稍微上升趋势；可吸入颗粒物2012年浓度最低，2013年至2015年基本持平，但比2011年有所上升.“十二五”期间，首要污染物为可吸入颗粒物，其次是二氧化硫.究其原因主要是“十二五”期间，济源市城市化进程加快，大量人口向城市聚集，城市建设和城市范围不断扩张，机动车数量急剧增加，导致“十二五”期间环保投入社会效益不明显.加之近几年气象条件变化，静风频率增加，雾霾天气频发，导致环境空气质量形式依然严峻.

3 结论与建议

综合以上分析，济源市“十二五”期间二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物总体呈上升趋势，其中二氧化硫和可吸入颗粒物波动上升，二氧化氮则逐年上升；相比于“十一五”，“十二五”期间的大气环境质量有所下降，二氧化硫和可吸入颗粒物都有所上升，但是二氧化氮却有所下降，这与济源市“十二五”期间电力等行业实施的脱硝治理工程有关，减排效果明显；由于2015年开始新增加了PM2.5、CO和O3三项监测项目，新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)也于2016年1月1日起在全国实施，“十三五”期间大气环境质量改善的压力将进一步增大.

对于改善济源市城市大气环境质量，有以下几点建议：(1)优化产业结构，济源市是个新兴的工业城市，第二产业生产总值在全市生产总值中占有很大的比重，随着经济社会的发展，要逐渐向第三产业转型，减少工业能源的消耗，从而减轻环境的污染；(2)加大科技投入，提升能源利用效率，既能节约资源，又能减少污染物的排放；(3)加强对工业企业的监管执法力度，确保企业的污染防治设施稳定运行，各项污染物稳定达标排放；(4)加大对各类扬尘和工业企业排放的烟粉尘的治理力度，减少可吸入颗粒物和细颗粒物的浓度；(5)鼓励市民乘坐公共交通工具出行，减少机动车污染物的排放，全面供应符合国Ⅴ标准汽油和柴油，加大对不符合排放标准汽车的强制淘汰力度；(6)政府要重视城市绿化，加强对城市现有绿地的保护，同时要积极行动，不断提高城市的绿化覆盖率.

[1]河南·济源统计局. 2015年济源市国民经济和社会发展统计公报[EB/OL]. http://www.jystjj.gov.cn/readinfo.asp?id=23527,2016-03-14/2016-05-08.

[2]国家环境保护部,国家质量监督检验检疫总局. 环境空气质量标准(GB 3095-2012) [EB /OL ]. http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/dqhjbh/dqhjzlbz/ 201203/t20120302_224165.htm,2013-03-02/2016-05-08.

[3]马诗院. 济源市”十一五”期间大气环境变化分析[J]. 气象与环境科学,2015,35(2):21-24.

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[13]向亚芳,任顺省,张晓飞,等. 云阳县城区大气环境质量现状分析及评价[J]. 环境科学导刊,2016(2):78-81.

[责任编辑：徐明忠]

Study on urban atmospheric environmental quality and characteristics during the period of 12th Five-Year in Jiyuan City

MA Shiyuan1,LI Qiao2,LI Aixia1,ZHANG Yanqing1

(1.Jiyuan Institute of Environmental Sciences,Jiyuan 459000,China;2.The College of Environment and Planning of Henan University,Kaifeng 475000,China)

Based on the data of atmospheric environmental quality monitoring during the period of “12th Five-Year Plan” in Jiyuan,the atmospheric environmental quality was analyzed by the method of comprehensive pollution assessment and the trend of multi period.Results showed that during the “12th Five-Year Plan” period,Jiyuan City atmospheric environment quality has declined,SO2,NO2and PM10matter three pollution concentration overall assumes the trend of escalation,the primary pollutant is PM10.It has a great relationship with the city of Jiyuan accelerated the process of urbanization and industrial emissions of pollutants during the “12th Five-Year Plan”,according to these characteristics,we put forward some suggestions to improve the quality of atmospheric environment.

the “12th Five-Year Plan”;Jiyuan;atmospheric environmental quality;integrated pollution index;Spearman rank correlation coefficient

2016-05-30

马诗院(1978-)，男，河南商丘人，工程师，硕士研究生，主要从事环境质量评价、环境污染防治等方面的研究.

X823

A

1672-3600(2016)12-0072-04