2013-2016年徐州市区环境空气质量现状分析

李昌龙

（徐州市环境监测中心站，江苏 徐州 221002）

2013-2016年徐州市区环境空气质量现状分析

李昌龙

（徐州市环境监测中心站，江苏 徐州 221002）

本文采用环境空气质量综合指数法和环境空气质量指数法对2013-2016年徐州市环境空气中主要污染物（SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5）的监测资料进行评价，分析徐州市区环境空气质量的现状、污染物特征以及季节性变化趋势。结果表明：2013-2016年徐州市区环境空气达到二级以上的天数为893 d，优良率为61.9%；其中2016年优良率达65.0%，较2013年上升11.4%；徐州市区空气质量呈现夏季较好，秋季和春季次之，冬季最差的季节性变化特征；在春季和秋季，PM10和PM2.5为主要污染物，夏季O3为主要污染物，冬季PM2.5为主要污染物。2013-2016年徐州市区空气中PM10和PM2.5年均浓度均超过国家空气质量二级标准。

空气质量；污染物；空气质量指数；综合指数；首要污染物

大气环境质量是城市环境质量的重要组成部分，也是城市可持续发展的基础。随着社会经济的发展，城市化进程加快，机动车保有量持续增加，大气环境问题日益突出，特别是重污染天气频发严重危害人类的健康。大气中的细颗粒物通过人体呼吸进入肺部，可导致呼吸系统和心脑血管等疾病[1]。我国大气颗粒物污染特点表现为：细颗粒物污染逐步加重，呈复合型污染特征[2-3]。薛帅征等指出，郑州市空气质量夏季最好，秋、春季次之，冬季最差，具有明显的季节变化规律[4]；刘正实等指出，受城市建设、产业结构、气象条件、交通尾气的影响，渝北区空气质量的首要污染物为PM2.5[5]；徐蕾通过2005-2009年的监测数据指出，徐州市区空气污染以煤烟型为主，PM10是影响环境空气质量的首要污染物[6]。本文根据2013-2016年徐州市区环境空气质量的监测数据，采用环境空气质量综合指数法和环境空气质量指数（AQI）法分析了徐州市区环境空气质量的现状、污染物特征以及季节性变化趋势，为当地政府针对性地开展污染物治理、大气环境质量精细化管理提供依据[7-9]。

1 区域概况

徐州位于江苏西北部内陆地区，属暖温带半湿润季风气候，年均降水量650～850 mm，降雨量较少，且集中分布在7、8月份。徐州地处中心黄泛区，沙淤土壤特质明显，颗粒物污染负荷比大，随着城市建设的加快，徐州市区在建和施工的工地较多，裸土面积较多，空气干燥，客观上极易产生扬尘。徐州市周围多面环山，这相当于一个局部小盆地，整体不利于污染物的扩散；静稳条件下，污染物更容易持续累积，污染加重。徐州市作为内陆资源型工业城市，以能源和资源消耗型为主，煤炭、电力、冶金、焦化、建材、重工业为等传统行业为经济支柱，煤的消费总量过大，年消耗煤炭4 500～5 500万t，电煤比重仅为48%。进入冬季采暖期后，燃煤量特别是散煤量上升，污染物排放量增加，空气污染加重。另外，受冷空气前锋东移南下影响，京津冀及周边区域的污染物容易传输至本市，与本地积累的污染物叠加，加重了空气污染程度[10-11]。

2 结果与讨论

2.1 资料来源

徐州市区环境空气质量由黄河新村等7个国控站点的监测数据进行评价，点位分布如图1所示。各监测点2013年开始按照《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）（HJ664-2013）》的要求开展SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5 6种污染物的监测，各污染浓度值、空气质量分指数以及空气质量指数在徐州市空气质量指数（AQI）发布平台（http://218.3.235.59:8023/）逐时对公众发布。

图1 徐州市区环境空气自动监测点位分布

2.2 空气质量指数法评价

2.2.1 空气质量概况

由表1可知，按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）评价，2013-2016年徐州市区环境空气实际有效监测天数共计1 443 d，达到二级以上的天数为893 d，优良率61.9%；轻度污染和中度污染天数分别为363 d和97 d，占比25.2%和6.7%；出现重度污染和严重污染日共有90 d，占比6.2%；其中严重污染日11 d。另外，2014年和2016年优良天数最多，均为238 d，比2015年同期增加13 d；比2013年同期增加46 d。大气重污染天数2013年最多，共有37 d，比2015年增加17 d，比2014年增加20 d，比2016年增加21 d。

表1 徐州市区2013-2016年环境空气质量类别统计

2.2.2 空气质量月变化

2013-2016年徐州市区环境空气质量类别和优良率的月变化如图2所示。从图2可知，2013-2016年徐州市区1月、2月和12月优良率均较低，优良率在50%以下；7-9月份优良率较高，优良率均在75%以上；以3-5月为春季，其余季节依次类推，优良天数分别为227 d、289 d、262 d和115 d；优良率分别为63.8%、79.2%、72.4%和31.9%。2013-2016年徐州市区出现重污染日的天数共计90 d，首要污染物有88 d为PM2.5，2 d为PM10；其中1月出现30 d，占比32.2%；12月份出现27 d，占比29.0%；按季节进行统计，有69 d出现在冬季，占比74.2%，首要污染物均为PM2.5。另外，2013年和2014年5、6月份优良率明显较低，特别是2013年6月仅为30.0%，并出现6 d的重污染日，首要污染物为PM2.5；这主要是因为5、6月份徐州市及周边地区进入麦收季节，麦收作业过程造成颗粒物浓度升高，并且局地焚烧秸秆的现象造成重度污染过程的出现。在相关部门加强管理采取有关措施之后，秸秆焚烧问题得到有效解决，2015和2016年6月没有出现重污染日，优良率分别为70.0%和73.3%，有较明显提高。徐州市区空气质量呈现夏季空气最好，秋季和春季次之，冬季最差的季节性变化特征。

图2 2013-2016年徐州市区空气质量类别和优良率月变化

2.2.3 首要污染物变化情况

表2 2013-2016年徐州市区环境空气中首要污染物分布情况

2013-2016年徐州市区环境空气中首要污染物的月变化如表2所示。2013-2016年徐州市区环境空气中出现首要污染物的天数共计1 359 d，主要污染物为PM2.5、PM10、O3-8h、NO2和SO2，各污染物成为首要污染物的天数分别为574 d、456 d、343 d、13 d和3 d，占比分别为42.2%、33.6%、24.2%、0.96%和0.22%。以3-5月为春季，其余季节以此类推，徐州市环境空气中各污染物呈现明显的季节性变化特征，春季PM10、PM2.5和O3-8h成为首要污染物的天数分别为163 d、134 d和77 d，占比分别为43.6%、35.8%和20.6%；夏季PM10、PM2.5和O3-8h成为首要污染物的天数分别为71 d、48 d和204 d，占比分别为22.0%、14.9%和63.2%；秋季PM10、PM2.5和O3-8h成为首要污染物的天数分别为136 d、62 d和128 d，占比分别为40.0%、37.6%和18.2%；冬季PM10和PM2.5成为首要污染物的天数分别为86 d和264 d，占比分别为24.6%和75.4%。NO2成为首要污染物为13 d，主要出现在2013年和2016年秋季；SO2成为首要污染物为3 d，集中出现在2013年1月和12月。因此，在春季和秋季，徐州市区环境空气以PM10和PM2.5为主要污染物，冬季以PM2.5为主要污染物；夏季则以O3-8h为主要污染物。

2.3 空气质量综合指数法评价

2.3.1 主要污染物浓度

2013-2016年，徐州市区环境空气中SO2年均浓度范围在35～52 μg/m3，均未出现超标现象。SO2年均浓度2014年和2015年均为38 μg/m3，2016年为35 μg/m3，与2013年相比均有较明显下降。NO2年均浓度范围为37～47 μg/m3，2013年和2016年年均浓度均出现超标情况，分别超标0.18倍和0.05倍；整体呈现先减后缓慢上升的趋势。PM10年年均浓度范围为118～123 μg/m3，年均浓度均超标，分别超标0.76倍、0.70倍、0.74倍和0.69倍，整体变化幅度较小。CO 24 h平均浓度的第95百分位数范围为2.0～3.1 mg/m3，均不超标。2013年O3日最大8 h滑动平均值的第90百分位数为169 μg/m3，超标0.06倍；2014-2016年浓度均为153 μg/m3，均不超标。PM2.5年均浓度范围为60～77 μg/m3，分别超标1.20倍、0.91倍、0.86倍和0.71倍；整体呈现缓慢下降的趋势。

2016年，徐州市区空气质量综合指数为6.54，与2013年（7.85）相比有明显下降；2014年、2015年和2016年整体变化幅度较小；从环境空气质量单项指数看，徐州市区主要污染物为PM2.5和PM10，其次是O3。

表3 2013-2016年徐州市区大气环境质量监测结果

2.3.2 污染物超标日分布

2013-2016年徐州市区环境空气中各污染物超标日分布如表4所示。从表4可知，按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）评价，2013-2016年徐州市区环境空气中SO2、NO2、PM10、O3-8h和PM2.5出现超标天数分别为4 d、44 d、362 d、126d和445 d，超标率分别为0.27%、3.02%、24.9%、8.65%和30.8%。其中，SO2超标日集中出现在2013年冬季，NO2超标日出现在秋季共10 d，冬季为34 d。PM10日均浓度出现超标的天数共计362 d，超标率24.8%；其中春、夏、秋和冬季出现PM10超标日的天数分别为84 d、23 d、64 d和191 d；超标率分别为23.1%、6.3%、17.8%和53.1%。O3-8h浓度出现超标的天数共计126 d，超标率8.65%；春、夏、秋季出现臭氧浓度超标日的天数分别为40 d、66d和20 d；超标率分别为10.9%、18.0%和5.51%。PM2.5日均浓度出现超标的天数共计445 d，超标率30.8%；春、夏、秋和冬季出现PM2.5超标日的天数分别为90 d、35 d、85 d和235 d；超标率分别为25.2%、9.59%、23.4%和65.3%。因此，徐州市环境空气中PM10和PM2.5超标日主要出现在冬季，其次是春季、秋季，夏季超标率较小。臭氧超标主要出现在夏季，其次是春季和秋季，冬季未出现超标的情况。

表4 2013-2016年徐州市区空气污染物超标天数情况

3 结论

（1）2013-2016年徐州市区环境空气达到二级以上的天数为893 d，优良率61.9%；出现重度污染和严重污染日共有90 d，其中严重污染日为11 d。2013年出现重污染天气最多，共有37 d；徐州市区空气质量呈现夏季空气较好，秋季和春季次之，冬季最差的季节性变化特征；7-9月份优良率较高，优良率均在75%以上；重污染日主要出现在冬季。2013-2016年徐州市区环境空气中PM10和PM2.5年均浓度均超过国家空气质量二级标准，SO2年均浓度和CO 24 h平均浓度第95百分位数均不超标，NO2年均浓度在2013年和2016年出现超标，O3日最大8 h滑动平均值在2013年出现超标；2016年空气质量与2013年相比，各污染物浓度均有所下降。

（2）2013-2016年徐州市环境空气中PM2.5、PM10和O3-8h成为首要污染物的比例分别为42.2%、33.6%和24.2%；其中在春季和秋季，以PM10和PM2.5为主要污染物，冬季以PM2.5为主要污染物；夏季则以O3-8h为主要污染物。

（3）2013-2016年PM10和PM2.5日均浓度超标率分别为24.8%和30.8%；在冬季PM10和PM2.5日均浓度超标率分别达到52.9%和65.1%，超标率明显较高，其次是春季、秋季，夏季超标率较小；O3日最大8 h滑动平均值的第90百分位数超标率8.62%，超标日主要出现在夏季，超标率达到18.0%，其次是春季和秋季，冬季未出现超标的情况。

1 孙志豪，崔燕平.PM2.5对人体健康影响研究概述[J].环境科技，2013，26（4）：75-78.

2 肖致美，毕晓辉，冯银厂，等.宁波市环境空气中PM10和PM2.5来源解析[J].环境科学研究，2012，25（5）：549-555.

3 戴昭鑫，张云芝，胡云锋，等.基于地面监测数据的2013-2015年长三角地区PM2.5时空特征[J].长江流域资源与环境，2016，25（5）：813-821.

4 薛帅征，任珊珊，张朋飞，等.2009-2012年郑州市空气质量的时间分布研究[J].湖南农业科学，2013，（19）：81-84.

5 刘正实，吴小华，李小红，等.渝北区环境空气质量现状及污染原因分析[J].地球与环境，2016，44（2）：225-230.

6 徐 蕾.徐州市区PM10浓度时间分布特征[J].中国资源综合利用，2012，30（11）：51-54.

7 中华人民共和国环境保护部，中华人民共和国质量监督检验检疫总局.GB309-2012环境空气质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，2012.

8 中华人民共和国环境保护部．HJ 663-2013 环境空气质量评价技术规范（试行）[S].北京：中国环境科学出版社，2013．

9 中华人民共和国环境保护部．HJ 633-2012 环境空气质量指数（AQI）技术规定[S]．北京：中国环境科学出版社，2012．

10 饶永才，魏 超，王静怡，等.徐州市大气污染成因及重污染天气途径分析[J].中国资源综合利用，2017，35（1）：56-58.

11 徐州市统计局，国家统计局徐州调查队.徐州统计年鉴[M].徐州：中国统计出版社，2015.

Research on Xuzhou Air Quality Status during 2013-2016

Li Changlong
(Xuzhou Environment Monitoring Center Station, Xuzhou 221002, China)

The environmental monitoring data of SO2, NO2, PM10, CO, O3and PM2.5 of seven state control stations in Xuzhou urban from 2013 to 2016 were evaluated by environmental air quality composite index and environmental air quality index (AQI) to study the status of environmental air quality, pollutant characteristics and seasonal variation trend in Xuzhou urban area.The result showed that the number of days of excellent air quality was 893 and the air quality rate was 61.9% from 2013 to 2016.The air quality rate was 65.0% in 2016, which was obviously better than that in 2013.Air quality distribution has obvious seasonal variation rules, namely the best air quality is in summer, that in autumn and spring followed, and the worst is in winter.PM10 and PM2.5 are the main pollutants in spring and autumn in Xuzhou, O3in summer and PM2.5 in winter.Annual average concentration of PM10 and PM2.5 exceeded the national air quality standards Ⅱ.

air quality; pollutants; air quality index; composite index; primary pollutants

X51

A

1008-9500(2017)10-0103-05

2017-08-12

李昌龙（1984-），男，山东泰安人，硕士研究生，中级工程师，从事大气环境监测与分析。