2016年彭山城区环境空气质量及分布特征分析

张汝波

(眉山市环境监测中心站，四川 眉山 620010)

2016年彭山城区环境空气质量及分布特征分析

张汝波

(眉山市环境监测中心站，四川 眉山 620010)

基于彭山城区2016年空气质量监测数据，采用空气质量指数(AQI)对各污染物进行评价。分析了彭山城区空气质量状况，以及污染物浓度分布特征，并做了相关性分析。结果表明：空气质量达标率为62%，首要特征污染物为PM2.5。SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的季平均浓度夏季低，冬季高，月均浓度变化趋势总体呈V型。O3为夏季首要污染物。各污染物之间相关性极显著，O3与其他5种污染物呈负相关关系。

彭山城区；环境空气质量；分布特征；分析

近年来对中小城市空气质量变化的研究将逐渐成为重点和热点[1]。眉山市彭山区位于四川盆地西部，地处岷江中游，北接成都，是四川天府新区建设的一部分。根据2016年1月1日正式实施的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)，本文对2016年彭山城区的环境空气质量及分布特征进行了分析，用空气质量指数(AQI)替代原来的空气污染指数(API)，参与评价的主要污染物由原来的SO2、NO2、PM10三项，变为SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3六项，评价结果更加全面客观。通过分析空气质量及分布特征，掌握空气质量变化规律，在大气污染防治和制定污染预防措施方面具有重要意义[2]。

1 材料与方法

1.1 数据来源

基础数据来源于眉山市彭山区环境空气自动监测站。该站位于彭山区凤鸣镇一环北路24号，区环保局楼顶(103.87°E，30.20°N)，楼高5层15米，周围有街道、体育场、民房及商铺等，属城市商业、文化及住宅混合区。由于此空气自动站地处彭山区中心城区，因此该站采集的数据能够客观反映彭山城区的环境空气质量状况。监测参数为SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3，数据收集时段为2016年1月1日至2016年12月31日。设备厂家及型号、监测频率和监测方法见表1。

表1 监测设备、监测频率及监测方法

1.2 数据处理

根据环境空气功能区的分类标准，彭山区属于二类区，执行《环境空气质量标准》( GB3095-2012) 中的二级标准。空气质量等级和首要污染物按照空气质量指数( AQI) 进行评价，数据统计方法参照《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633—2012)。空气污染指数划分为0～50、51～100、101～150、151～200、201～300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别。空气质量指数类别分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染六级，对应空气质量指数级别的一级、二级、三级、四级、五级和六级。本文采用Excel软件绘图，SPSS软件做相关性分析。

2 结果与分析

2.1 空气质量状况

2.1.1 空气质量等级

空气质量等级分布比例见图1。全年有效天数362天，按空气质量等级排列为：良>轻度污染>中度污染>优>重度污染>严重污染。全年环境空气优良天数224天，达标率为62%；轻度污染及以上天数138天，超标率为38%。优级天数7月出现最多。良级主要出现在4～10月。轻度污染主要集中在1～3月、11月和12月。中度污染主要集中在12月。重度污染集中在1月、11月和12月。全年只出现1次严重污染，发生在2月8日，系春节集中燃放烟花爆竹所致。其中，9月达标天数比例占到96.6%，为全年空气质量最好月份。这是因为夏秋之交的9月，雨水充足，天高气爽，污染物易扩散。12月污染最严重，主要是由于气温降低使得逆温频率增加和机动车尾气排放增加。

图1 空气质量等级分布比例

2.1.2 首要污染物

单日首要污染物主要有PM10、PM2.5和O3。当空气质量等级达到优级，即AQI≤50时，当日无首要污染物。2016年彭山城区首要特征污染物为PM2.5，共计149天，比例41%。其次是O3和PM10，分别占到27%和25%，无首要污染物天数最少，只有25天，占全年7%。首要污染物中，PM2.5每月出现天数呈W分布，全年集中出现在1～3月和10～12月。PM10和O3呈M分布，PM10在3～5月和9～10月出现天数较多，O3在6～8月出现天数最多。首要污染物月际变化见图2。

图2 首要污染物月际变化图

2.2 污染物浓度分布特征

2.2.1 污染物浓度水平

各污染物浓度水平见表2(CO年平均计算日平均第95百分位数，O3年平均计算日最大8小时滑动平均值的第90百分位数)。参照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准限值(CO和O3无年平均浓度限值)，PM2.5年平均浓度超标率80%，日最高浓度超标倍数约2.5倍。PM10年平均浓度超标率60%，日最高浓度超标倍数约1.4倍。PM2.5、PM10全年超标110天和83天，污染贡献率分别达到30%和28%。这与当地气候特征、工业排放、扬尘、机动车尾气等因素有关。SO2和NO2年均浓度低于标准值，浓度变化范围不显著。这是由于近年来当地实行煤改气和总量控制等措施，空气污染已表现为复合型污染特征。与彭山周边地区眉山[3]、成都[4]、乐山[5]相比，城区大气污染特征相似。颗粒物污染将是未来一段时间彭山大气污染治理的重点方向。

表2 污染物浓度水平(单位：mg/m3)

2.2.2 浓度季节分布特征

每个城市由于所处地理位置及气候条件的差异，空气污染特征也表现出明显的差异性，以天文季节与气候季节相结合来划分彭山的四季。即3 月、4 月、5 月为春季，6 月、7 月、8 月为夏季，9月、10 月、11 月为秋季，12 月、1 月、2 月为冬季[6]。各污染物季平均浓度见表3。

表3 污染物浓度季节分布(单位：mg/m3)

由表3可知，各污染物浓度表现出明显的季节变化规律。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO季平均浓度夏季低，冬季高。这是受四川盆地气候条件影响，冬季干燥少雨、气温偏低，逆温天气出现频繁，这种下冷上热的逆温层结一旦形成，空气无法上下对流，污染物积聚在低空很难扩散，导致污染物浓度升高。而夏季大气对流作用加剧，不易出现逆温现象。同时，夏季频繁的降雨及大风天气，有利于污染物的扩散和清除。O3季平均浓度夏季高，冬季低。这是由于空气中的O3不是直接排放出来的，而是一种二次污染物。夏季阳光照射强烈、气温升高，易将汽车尾气和工业排放物释放出的氮氧化物气体(NOX)和挥发性有机化合物(VOC)合成O3。与此同时，随着夏季PM10和PM2.5浓度下降，O3浓度偏高的频率增加，O3逐渐成为夏季首要污染物。

2.2.3 浓度月分布特征

各污染物月均浓度变化特征见图3。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO月均浓度变化趋势总体呈V型。SO2和NO2月均浓度变化范围较小，7～ 9月最低，1月最高；PM10和PM2.5月均浓度7月最低，12月最高；CO月均浓度5月最低，12月最高。而O3月均浓度12月最低，5月最高。PM2.5和PM10的月均浓度变化趋势基本一致，主要是受当地气候因素影响，且PM2.5和PM10是一种包含关系，PM2.5一般占PM10的0.5～0.8之间[7]。O3浓度月均变化特征与其他5种污染物的变化趋势刚好相反，呈负相关性关系。

图3 污染物浓度逐月分布

3 污染物相关性分析

通过SPSS软件对2016年彭山城区大气中SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3的浓度变化进行相关性分析，分析结果见表4。PM10和PM2.5相关系数为0.918，相关性极显著，说明两者具有相同污染来源。SO2与NO2之间相关系数为0.767，相关性极显著，说明两者可能有相同的污染源，或者二者经历了相同的扩散过程或物理化学反应过程。SO2与PM10、PM2.5之间相关性极显著，这是由于PM10、PM2.5是颗粒相，可作为SO2、NO2的载体，为硫酸和硝酸的形成提供了反应界面，并且颗粒物所携带的部分金属元素能催化这个反应过程[8]。NO2与PM10、PM2.5之间相关性极显著，说明他们之间可能存在一定的相似性和相同的变化原因。CO与NO2、 PM10、PM2.5之间相关性极显著，表明它们可能具有相同污染源，如汽车尾气，或以一定的方式组合而存在。O3与SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO之间呈现负相关关系，相关性显著。说明O3浓度变化除了受气象条件影响外，与汽车尾气、工业排放等释放的污染物浓度也有很大关系。

表4 相关性分析结果

注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关。

4 结 论

(1)2016年彭山城区环境空气优良天数224天，达标率为62%。污染天数138天，超标率为38%。9月空气质量最好，12月污染最严重。全年首要特征污染物为PM2.5，共计149天，比例41%。

(2)PM2.5和PM10年均浓度超标，全年超标110天和83天，污染贡献率分别为30%和28%。SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的季平均浓度夏季低，冬季高，O3为夏季首要污染物。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO月均浓度变化趋势总体呈V型，O3浓度变化趋势与之相反。

(3)各污染物之间相关性极显著，O3与其他5种污染物呈负相关关系。

[1]范明霞.包头市环境空气质量评价及其治理对策[J].环境与发展，2010，22(1)：65-68.

[2]姚从容，陈魁.城市环境空气质量变化规律及污染特征分析[J].干旱区资源与环境，2007，21(5)：50-52.

[3]祝义平，曾容，唐东民，梁赟.眉山市城区环境空气质量及变化趋势分析[J].环境科学导刊，2014(3)：67-69.

[4]姚琳，彭王敏子，陈胜东，温新龙.成都市空气质量状况与气象条件的关系分析[J].江西科学，2015，33(5)：29-32.

[5]张喜长，刘琼英.乐山大佛景区环境空气质量变化规律及污染特征研究[J].环境科学与管理，2014，39(7)：113-115.

[6]唐东民，梁赟，郭强，曾容.眉山市空气质量时间变化规律研究[J].境科学与管理，2015，40(7)：132-134.

[7]苗书一，纪德钰，王曼华，郭浩，王伟.环境空气中PM2.5与PM10质量浓度关系的研究[J].环境保护与循环经济，2013，33(8)：58-61.

[8]赵敏.眉山市东坡区中心城区环境空气质量评价及污染源浅析[J].环境与可持续发展，2016，41(5)：214-216.

Analysis of Environmental Air Quality and Distribution Characteristics of Pengshan UrbanArea in 2016

ZHANG Rubo

(Environmental Monitoring Center Station of Meishan，Meishan Sichuan 620010)

Based on the air quality monitoring data of Pengshan urbanarea in 2016，the air quality index (AQI) is used to evaluate the pollutants. The air quality and pollutant concentration distribution are analyzed，and correlation analysis is done.

Pengshan urbanarea；environmental air quality；distribution characteristics；analysis

张汝波，硕士，工程师，主要从事环境监测工作

X831

A

1673-288X(2017)02-0173-03

引用文献格式：张汝波.2016年彭山城区环境空气质量及分布特征分析[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：173-175.