南宁市区环境空气质量分布特征

郭昆兴

(南宁市环境保护监测站，广西 南宁 530012)

南宁市区环境空气质量分布特征

郭昆兴

(南宁市环境保护监测站，广西 南宁 530012)

利用2013年1月—2015年12月南宁市区环境空气质量监测数据进行统计分析。结果表明，南宁市区空气质量指数(AQI)为17～245，平均值为74，超标率18.5%; AQI月平均变化呈双峰周期型。首要污染物项目出现频次由高到低的排序为：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，首要污染物为PM2.5与PM10，两者占总数的91.3%；超标污染物有：PM2.5、PM10、O3-8、NO2，超标率分别为:17.8%、12.1%、1.4%、19.2%。PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3-8质量浓度的日均值与AQI均存在显著的正相关关系，PM2.5与AQI相关系数最大(r=0.988)。

AQI; 首要污染物;超标污染物;质量浓度;空气质量特征;南宁市

2012年2月国家颁布《GB3095-2012环境空气质量标准》新标准，增加颗粒物(粒径≤2.5μm)和臭氧8h平均值(O3-8)，调整可吸入颗粒物年平均和二氧化氮年平均、日平均标准。南宁依照相关规定，2013年1月执行了新的环境空气质量标准。本文通过分析南宁市区2013年1月—2015年12月逐日环境空气污染物基本项目监测数据与环境空气质量指数(AQI)，研究了首要污染物、超标污染物、O3-8、PM2.5、PM10、NO2等质量浓度与AQI之间的关系，初步摸清了南宁市区在新环境空气质量标准下的环境空气污染现状，旨在对环境空气质量研究及制定防治措施提供借鉴，为南宁市空气质量预报、有效控制大气污染提供参考依据。

1 数据来源

南宁市区2013年1月—2015年12月环境空气污染物基本项目逐日监测数据与环境空气质量指数(AQI)均来自南宁市环境保护监测站。

2 结果与分析

2.1 南宁AQI分布特征

南宁市城区2013—2015年AQI范围为17～245，平均值为74，超标率18.5%。南宁市城区2013—2015年AQI月均值分布见图1，AQI级别分布情况见图2、图3、表1。

由图1可见，AQI月均变化呈双峰周期型，整体上1—7月呈下降趋势，7—10月呈上升趋势，11月略有下降，12月再次上升，并上升至次年1月，即主峰在1月，次峰在10月，谷值在7月。同时可看出，9—12月呈逐年下降趋势，说明南宁市在秋冬季节采取的环境空气污染防控措施取得明显的效果。

由图2、图3、表1可知，2013—2015年，南宁市区环境空气质量以二级与一级为主，两者之和为81.4%，其中2013—2015年分别为74.8%、80.0%、88.8%，即优良率呈逐年上升趋势。南宁市区最高污染级别为五级，未出现过六级污染，五级污染日仅出现在冬季(1月、2月和12月)；出现超标天数(即环境空气质量在三级以及三级以上的天数)较多的月份为1月、10月和12月；一级空气质量日(即空气质量类别为优)较多出现在6月、7月、8月和9月。说明南宁市区冬季环境空气污染状况都较重，夏季环境空气质量较好。

表1 2013—2015年南宁市城区AQI级别天数年统计表

2.2 首要污染物与超标污染物变化特征

2.2.1 首要污染物变化特征

2013年1月—2015年12月南宁市区环境空气质量出现有首要污染物天数的比例为69.8%，无首要污染物(即环境空气质量级别为一级)天数的比例为30.2%；首要污染物分布特征如图4、图5所示。

从图4、图5、表2可以看出，首要污染物在春季、秋季与冬季出现频次高，夏季出现频次低；首要污染物项目出现频次由高到低的排序为：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，主要首要污染物为PM2.5与PM10，两者占总数的91.3%，且全年各个月均有出现。PM2.5为首要污染物在秋冬季出现频次较多，在夏季出现频次较少，最高频次出现在1月，最低频次出现在7月；PM2.5为首要污染物在秋冬季出现频次较多，主要与秋冬季节气候干燥少雨，多静稳天气，PM2.5容易累积上升，以及盛行东北风，受北部污染城市传输等影响有关。PM10为首要污染物在春季(4月和5月)出现频次较多，冬季出现频次较少，最高频次出现在4月，最低频率出现在1月；由于PM10传输距离较近，PM10污染是以本地污染为主，则4月和5月首要污染物多为PM10，说明本地颗粒物污染起着主导作用。O3-8首要污染物仅在4—10月出现，最高频次出现在6月；4—10月期间太阳辐射较强、紫外线较强，与臭氧的产生需要紫外线进行催化作用相吻合。NO2首要污染物仅在2月、3月与11月出现，出现频次均很低(各出现1次)。3a中，从各首要污染物年累积天数看，PM10变化无规律，PM2.5逐年下降，O3-8与NO2相对稳定少变。

表2 2013—2015年南宁市城区首要污染物天数年统计表

2.2.2 超标污染物变化规律

2013—2015年南宁市城区超标污染物有PM2.5、PM10、O3-8、NO2，超标频次由多到少排序为PM2.5>PM10>NO2>O3-8，超标污染物变化情况如图6所示。

由图6可知，南宁市区污染物PM10和PM2.5超标月度变化规律相似，均为1月频次最高，12月次之，10月第三，11月第四，2—4月逐渐下降，5—8月很少或没有超标；从季节看为秋冬季节超标频次高，夏季超标频次低；PM2.5超标天数和级别明显高于PM10超标级别，说明南宁市区PM2.5污染重于PM10。这可能是由于南宁市区整个秋冬季降水很少，气候干燥，静风天气较多，且温差较大，经常出现逆温现象，大气稳定，不利于污染物扩散稀释，致使PM10和PM2.5超标较多；PM2.5污染重于PM10，可能受本地影响外，同时受到北方污染空气PM2.5远距离传输影响，从而加重PM2.5污染，最高污染程度可达到五级。4—8月气温升高，大气对流活动旺盛，污染物容易扩散，加上处于南宁的汛期，降雨偏多，降水对颗粒物有明显的湿沉降作用，污染物容易被清除，因此4—8月PM2.5和PM10超标少或没有超标，空气质量相对较好。

NO2超标仅出现在1月、2月、10月和12月，均为降水少，易出现逆温现象、大气层稳定，不利于污染物扩散稀释的月份。O3-8超标仅出现在6月、7月、9月和10月，10月为主要出现的月份，占总数的73.3%，这可能是10月份太阳紫外线辐射还较强，气候干燥，静稳天气较多，臭氧的前体物累积浓度较高，引起臭氧快速生成累积，造成O3-8平均超标偏多；6—9月虽然太阳紫外线辐射较强，但气候高温高湿，大气对流活动旺盛，污染物容易扩散，一定程度上抑制了臭氧累积上升，从而O3-8超标偏少。NO2与O3-8超标级别均仅为三级，污染程度较轻。

2.3 AQI与监测项目质量浓度的相关性分析

通过对AQI与空气污染物监测项目日均值之间的相关性分析，可以初步判断AQI受哪种监测项目长时间影响，还可以初步判断监测项目之间是否来自相同的污染源[1，2]。通过SPSS软件对2013—2015年AQI与监测项目日均值数据进行相关性分析，分析结果见表3。由此可见，CO与O3-8质量浓度不存在显著的相关性，其余两两之间均存在显著的正相关性，其中AQI与PM2.5两者的相关系数最大，其次AQI与PM10，再其次为PM10与PM2.5；随着PM2.5质量浓度的增加，AQI亦在变大，相关系数达到0.988，说明PM2.5质量浓度长期对AQI变化起到影响作用；随着PM10质量浓度的增加，PM2.5浓度亦在变大，相关系数达到0.956，说明两者有相同或者相似的来源；而O3-8与AQI或者其它空气污染物监测项目的相关系数较低，说明O3-8对AQI的影响为短期性影响，O3-8与其它空气污染物之间同源性偏差。

表3 南宁市区AQI与监测项目日均值之间的相关性统计表

3 结论

(1)2013年1月—2015年12月南宁市区的监测结果显示，AQI范围为17～245，平均值为74，相对《GB3095-2012环境空气质量标准》二级标准的超标率为18.5%。AQI月均变化呈双峰周期型，主峰在1月，次峰在10月，谷值在7月，冬季环境空气污染状况都较重，夏季环境空气质量较好。

(2)首要污染物在春季、秋季与冬季出现频次高，夏季出现频次低；首要污染物项目出现频次由高到低的排序为：PM2.5>PM10>O3-8>NO2，主要首要污染物为PM2.5与PM10，两者占总数的91.3%，且全年各个月均有出现；O3-8首要污染物仅在4—10月出现，在10月出现频次最高；NO2首要污染物出现频次低。

(3)超标污染物超标频次由多到少排序为PM2.5>PM10>NO2>O3-8。超标污染物PM10和PM2.5变化规律相似，为秋冬季节超标频次高，夏季超标频次低；PM2.5超标频次和级别明显高于PM10超标级别，说明南宁市区PM2.5污染重于PM10。NO2超标仅出现在秋冬季节，超标频次明显低于PM2.5和PM10。O3-8超标仅出现在夏季与秋季，其中10月出现频次最高。

(4)南宁市区AQI与PM2.5、PM10的相关系数分别达9.88、9.62，说明AQI的变化主要受到PM2.5与PM10的长时间影响；PM10和PM2.5相关系数达到0.956，说明两者有相同或者相似的来源。

[1]郭清彬，程学丰，侯辉，等.冬季大气中PM10和PM2.5污染特征及形貌分析[J]．中国环境监测，2010，26(4):55-58．

[2]董娅玮，杜新黎，李扬扬，等．西安市区大气中PM10、PM2.5质量浓度污染特征[J]．中国环境监测，2015，31(5):45-49．

Distribution Characteristics of Ambient Air Quality in Nanning

GUO Kun-xing

(Nanning Environmental Protection Monitoring Station, Nanning Guangxi 530012，China)

The characteristics of air quality in Nanning were analyzed based on the daily meteorological data during January 2013 to December 2015.The result revealed that the air quality index (AQI) was between 17 and 245 with the average value of 74 and the standard rate of 18.5%.The annual change of monthly mean AQI was bimodal variation. PM2.5was detected most frequently, followed by PM10, O3-8, and NO2. The rates of more than the standard of these four pollutants were 17.8%, 12.1%, 1.4%, and 19.2% respectively. There was a significant positive correlation between PM2.5, PM10, NO2, SO2, CO, O3-8and AQI, The correlation coefficient between PM2.5and AQI was maximum (r=0.988).

AQI; primary pollutant; excessive pollutant; concentration; air quality characteristics; Nanning

2016-09-26

X51

A

1673-9655(2017)02-0077-05