成都市空气污染物季节性变化规律

巫升平

摘 要：21世纪以来，成都的发展日新月异，如今已经成为中国新一线城市。然而伴随而来的确实空气污染问题日益加重。本文通过空气质量指数（AQI）及主要空气污染物浓度变化来研究成都市空气污染物季节性变化规律，为成都市空气污染治理提供依据，从而更好的制定治理措施。结果表明，成都市空气污染物主要受到盆地地形及气候条件的影响，存在明显的冬重夏轻特征，一年之中污染最严重的季节为冬季，空气质量最好的季节为夏季。成都市空气污染的主要来源为交通运输与土建施工过程中的有害气体及扬尘。

关键词： 成都市；空气污染；AQI

Abstract：Air pollution in Chengdu， one of Chinas firsttier cities， cannot be ignored as it has become more and more serious. Major air pollutants are analyzed on a seasonal basis in the thesis through AQI and concentration changes， so that a better a better treatment can be offered. According to this study， the concentration of air pollutants in Chengdu， mainly affected by basin， changes seasonally， highest in winter and lowest in summer. And climate condition is also one of reasons of such phenomenon.

Key words：Chengdu；air pollutants ；AQI

改革开放三十多年来，我国的经济和工业化建设取得了举世瞩目的伟大成就。现如今，我国凭借强大的制造、生产、建设能力，已经成为全球第二大经济体，把控着世界经济的命脉。然而，在我国取得这些成就的同时，由于环保意识的薄弱以及配套的环保法制不健全，致使污染物的排放没有得到有效的控制及约束，从而造成了严重的环境污染。时至今日，环境问题已经成为我国经济和社会发展的一大难题，其中，首当其冲的便是空气污染问题。1952年，美国洛杉矶市的一次光化学烟雾事件，造成了400多位65岁以上老年人的死亡。这次危害的罪魁祸首，便是人类生产生活排放的各类污染物，如臭氧、氮氧化物等。当空气中污染物的含量很高时，会造成急性污染中毒，甚至夺取患者的生命。即使污染物浓度低时，长年累月的接触污染，也将会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病[1]。在我国卫生计生委最新发布的数据中，肺癌已成为危害我国城镇居民的生命的第一杀手。

成都市是我国西南地区的中心，曾经被评为中国最适合居住的城市。但如今，成都的空气污染越发严重，其中PM2.5已经接近北京，成为我国空气质量最差的城市之一。例如，2016年，成都PM2.5 的年平均值接近WHO的年度上限的10倍。因此，针对成都市的空气污染问题，我们必须引起足够的重视。

空气污染物主要包括：颗粒物（TSP、PM10、PM2.5）；无机有害物（SO2、NO2 、O3 、CO 、NH3）；有机有害物（甲醛、苯系物、苯并（a）芘、TVOC、TDI）；放射性物质（氡）；微生物（细菌、病毒）。空气污染物主要来源包括：工业生产、交通运输、农业生产、建筑及交通等施工作业排放废气及粉尘。

目前，我国越来越重视空气污染的治理，近年来来颁布了多项针对空气污染问题的相关法规，如：2015年8月29日修订的《中华人民共和国大气污染防治法》、2013年9月10日公布的《大气污染防治行動计划》、2015年5月1日开始实施的《四川省灰霾污染防治办法》、2009年1月1日开始实施的《成都市大气污染防治管理规定》等。这些法律法规的颁布与实施将极大的改善我国的空气质量，提高我们的生活水平。

与此同时，针对空气污染的改善也离不开科学的论证以及对现有监测数据的分析。本文主要通过空气质量指数（AQI）和主要空气污染物浓度变化来讨论成都市空气污染物季节性变化规律，为成都市空气污染治理提供依据，从而更好的制定相应的污染治理措施。

一、数据来源及数据说明

我国《环境空气质量标准》（GB30952012）[2]中规定，大气目标检测污染物包括SO2、总悬浮颗粒物（TSP）、PM2.5、PM10、NO2、CO、铅（Pb）、苯并[a]芘、氟化物（F）、O3。其中，TSP指用标准大容量颗粒采集器在滤膜上收集到的颗粒物的总质量。粒径小于100um的称为TSP，即总悬浮物颗粒；粒径小于10μm的称为PM10，即可吸入颗粒；粒径小于25μm的称为PM2.5。

本文选取成都市2013年12月至2017年6月的AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3 的数据（表1，以2014年月均数据为例），为了更合理的探讨成都市空气污染物的季节性变化规律，本文选取的各类指标均为月均浓度。其中空气污染指数将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示 [3]。参与空气质量评价的主要污染物为PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO六项。数据来源于中国空气质量在线监测分析平台（https：//www.aqistudy.cn/historydata/monthdata.php？city=成都）。中国空气质量在线监测分析平台是公益性质的软件平台，目前收录了367个城市的空气质量数据，具体包括AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等监测数据，且每隔一小时数据更新一次。

二、 数据分析

（一）成都市空气污染指数变化的时间特性

如图1为2013年12月2017年6月成都市AQI指标变化，总计为43个月，其中月均空气污染指数达到Ⅰ或Ⅵ级的有0个月；达到Ⅴ级的有1个月；达到Ⅳ级的有4个月；达到Ⅲ级的有13个月；达到Ⅱ级的有25个月。由图可知，AQI具有具有周期性，波峰一般出现在每年冬季的12月、1月、2月，这是成都市一年中空气质量最差的时候，往往达到Ⅳ级，即中度污染；而波谷一般出现在每年夏季的8月、9月份，这是成都市空气质量最好的时候，空气质量等级为Ⅱ级、良。由统计数据表明，成都市AQI指数存在明显的冬高夏低特征，每年冬季AQI最高，由冬季至夏季趋于良好，到夏季AQI最低，由夏季至冬季又趋于严重。

（二） 成都市空气污染物浓度变化的时间特性

1.PM2.5和PM10

如图2为2013年12月2017年6月成都市PM2.5和PM10指标变化，总计为43个月。PM2.5和PM10 的变化大致相同，以PM2.5为例，成都市月均PM2.5达到Ⅰ级的有2个月；达到Ⅱ级的有27个月；达到Ⅲ级的有9个月；达到Ⅳ级的有4个月；达到Ⅵ级的有1个月；达到严重污染的有0个月。由图可知，PM2.5和PM10变化是一个周期变化，波峰一般出现在每年冬季的12月、1月，这是成都市一年中空气质量最差的时候，达到了Ⅳ级即重度污染；而波谷一般出现在每年夏季的6月至9月份，这是成都市空气质量最好的时候，空气质量等级为Ⅱ级，即良。由统计数据表明，成都市PM2.5和PM10指数存在明显的冬高夏低特征，每年冬季PM2.5和PM10最高，由冬季至夏季趋于良好，到夏季PM2.5和PM10最低，由夏季至冬季又趋于严重。

2.SO2、CO、NO2和O3

如图3、图4分别为2013年12月2017年6月成都市SO2、CO、NO2和O3指标变化，总计为43个月。由图可知，SO2、CO、NO2和O3均呈现出冬高夏低的周期性变化，波峰一般出现在每年冬季的12月、1月；波谷一般出现在每年夏季的5月8月份，其中O3浓度的周期性变化最为明显。SO2浓度同比呈下降趋势，而CO和NO2浓度同比变化不大。SO2、CO、NO2等空气污染物的来源主要为工厂和汽车等排放的废气，而这些废气中的氮氧化物和挥发性有机化合物和空气中的氧气结合后，在阳光辐射和温度的催化下，又产生了大量的O3。这些空气污染物大量聚集后，又受到成都市气候条件的影响，于是产生了冬重夏轻的特征。

图3 SO2指数变化的时间特性

图4 CO指数变化的时间特性

（三）成都市空气污染物浓度变化的分析与讨论

成都市地理位置在四川盆地西部、岷江中游，东界龙泉山脉，西靠邛崃山，西部为纵贯南北的龙门山脉。成都市属于亚热带湿润季风气候，受到地理位置、地形和下垫面等条件的综合影响，产生了显著的垂直气候和复杂的局地小气候，因此成都市在冬春两季时气候干燥，风雨较少，有利于可吸入颗粒物的聚集[4]。如成都2016年12月的污染天数达到了26天（其中重度污染以上16天）。成都的空气污染物中，对PM2.5贡献最大的为机动车辆等移动源（27.9%），其次为燃煤及扬尘（分别占25.1%和20.8%）。而对PM10贡献最大的为扬尘（包括交通与建设）。这些污染物的来源与成都近年来机动车的骤增以及大量的土建工程关系密切。另外，成都的特殊盆地气候，如冬季早晚的大雾天气，也是加重空气污染的原因之一。在2016年12月成都大气污染防治新闻通气会上，成都政府已将污染防治写进了多项城市规划，预计在2020年使空气质量优良率达到70%以上。

三、结论

本文根据中国空气质量在线监测分析平台（https：//www.aqistudy.cn/historydata/monthdata.php city=成都）选取了2013年12月2017年6月成都市空气质量指数和主要空气污染物浓度月均数值，利用Excel绘制了空气质量指数和PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3的浓度变化折线图，研究了成都市空气污染物季节性变化规律。

研究发现：

（1）成都市空气污染物变化呈现为周期性变化，波峰一般出现在每年冬季的12月、1月、2月，这是成都市一年中空气质量最差的时候，空气质量往往达到重度污染；而波谷一般出现在每年夏季的8月、9月份，这是成都市空气质量最好的时候，空气质量等级一般为良。

（2）成都市空气污染物由于受到盆地地形条件的主要影响，存在明显的冬重夏轻特征；第2次空气污染高峰出现在春季，春分和秋分前后是1年中大气污染轻重状况变化的拐点。

（3）成都市空气质量也受其气候条件的影响，冬春少风少雨，加之上空较强逆温层的存在，有利于可吸入颗粒物的聚集，形成大雾天气。故气候条件也是成都市空气污染物浓度冬重夏轻的影響因素之一。

（4）成都市的空气污染与城市发展密切相关，其中以机动车为代表的移动排放，以及土建施工为代表的扬尘排放是空气污染的主要来源。因此，成都市应当严格控制机动车数量及排放量，同时对施工现场做好降尘工作，尤其是在春、冬易造成污染物滞留的两个季节，需制定相应的法规控制污染。

致谢

在此特别感谢西南交通大学地球科学与环境工程学院陈剑楠老师对本文的指导。

参考文献：

[1]王鉴清，谭宗庆，张浩，等.成都市大气污染对人群健康影响的研究（1980—1986）[J].四川环境，1987，6（3）：2229.

[2]GB3095 2012，环境空气质量标准[S].

[3]HJ6332012.环境空气质量指数（AQI）日报技术规定[S].2012.

[4]谭壮，谭亚玲，罗明良，张颖，张斌，等.近10年尺度成都市空气污染指数变化小波分析[J].2015，31（14）：200205.