包头市区2018 年大气污染特征及来源分析

李瑞英 田海军 董炜华* 李晓强 王海涛 翟丽华

（1、长春师范大学地理科学学院,吉林 长春130032 2、内蒙古科技大学包头师范学院，内蒙古 包头014030 3、长春市第48 中学，吉林 长春130032）

大气污染是自然和人为因素共同作用所产生的综合结果[1]。人类活动使大气中二氧化硫、氮氧化合物、臭氧、一氧化碳和大气中的颗粒物（PM10、PM2.5）的6 种污染物的浓度明显上升。我国主要通过测定这6 种污染物浓度的大小来衡量某一城市环境空气质量的优良程度[2]。包头市是内蒙古重要的工业城市，包钢厂区钢铁、铝生产、稀土开采，都会增加污染物排放量，会影响城市环境质量。本文在前人基础上从全国空气质量指数网(Air level)获取包头市2018 年PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO 和O3的6 种大气污染物的浓度变化数据，结合包头市自然条件和产业结构相关资料，分析包头市大气污染物的特征。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

包头市(109°15′E～110°26′E，40°15′N～42°43′N)位于环渤海经济区和黄河上游，位于内蒙中西部。其地形为山前洪积平原，中间高、南北低，西高东低。包头属半干旱中温带大陆性季风气候。全年平均气温为7.2℃，一年四季温差大，光照条件比较好。

1.2 数据统计与分析

收集包头2018 年（PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO) 和O3浓度变化数据和风速、气温、湿度及风向等气象资料。数据获取来自全国空气质量指数网(Air level) 和包头气象站。采用excel 2010、Origin8.6 软件进行数据处理与作图。

2 结果与分析

2.1 大气污染物的时间变化特征分析

2.1.1 月变化特征

PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO 浓度变化在11 月和12 月都达到了最高值，其最高浓度值为96.07ug/m3、48.97ug/m3、35.93 ug/m3、51.50 ug/m3、1.58mg/m3；分别在8、4、7、5 月达到了最 低 值， 浓 度 为44.32ug/m3、17.07ug/m3、10.55 ug/m3、25.10 ug/m3、0.66 mg/m3。PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO 在11、12 月都达到最高值。 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO 在4-8 月比较低，可能夏季降水集中、雨水多、空气湿度大，大气污染物受到雨水冲刷和稀释，浓度下降。O3与其他的大气污染物变化趋势相反，在7 月达到了最大值，为135.42 ug/m3；冬季12 月最低,为41.13ug/m3。6-8月包头地区温度较高，太阳辐射强，加快了大气光化学反应，日照强度和温度升高都有利于产生更多O3。秋季过后温度降低，太阳辐射强度减弱，生成O3速率减慢，冬季12 月O3浓度最低。

2.1.2 季节变化特征

大气中PM10浓度季节变化冬季最高、夏季和春季较低，其中夏季最低。浓度值为冬季（84.02ug/m3）>秋季（74.84ug/m3）>春季（57.58ug/m3）>夏季(48.44ug/m3)。PM2.5、NO2、SO2和CO 的浓度季节变化特征规律冬季最高，夏季最低。O3浓度季节变化与其他污染物相反，夏季浓度最高，春季次之，冬季最低，且夏季与其他三个季节差异显著。

2.2.大气污染物空间变化特征分析

在6 个监测点位中：一年中PM10和PM2.5浓度空间变化分别在青山宾馆站点和惠龙物流站点最好，都在东河城环局站点最差。O3浓度空间分布变化在东河城环局站点最好，惠龙物流站点最差；SO2、CO、NO2浓度空间分布变化都在东河鸿龙湾站点最好，包百大楼和东河城环局站点最差。东河城环局一年四季PM10、PM2.5以及NO2浓度空间分布变化明显高于其他点位；包百大楼和东河城环局点位一年四季的SO2的浓度要高于其他点位；包百大楼、青山宾馆2 个点位CO 浓度高于其他点位；惠龙物流、青山宾馆和市环境监测站六种污染物的浓度的空间变化相近，总体上六种污染物的浓度值都比东河城环局、包百大楼和东河鸿龙湾浓度值低。

3 大气污染物影响因素及来源分析

通过对包头市区大气污染物的时间和空间变化特征分析，6种污染物的浓度变化在秋季都比较低，可能由于秋季风大，风速越大的时候，加快了污染物输送和扩散，浓度值就会降低，风速会影响大气环境。但在春季时除O3以外其他五种污染物浓度都比较高，由于春季风沙多，风速超过一定值时，造成地面的扬尘增加，粗颗粒物增多。O3浓度在夏季是最高的，夏季温度高，太阳辐射强，增加了O3的产生，温度也会影响大气污染物的浓度。PM10、PM2.5在冬季的时候浓度高，由于冬季温度低，天气晴朗，风速小形成稳定的天气，颗粒物的扩散受到阻碍汇聚在一起，形成了雾霾。夏季降水集中，增加了雨水冲刷作用，浓度降低，湿度也是影响大气污染物浓度变化的气象因素之一。在夏季SO2和NO2可能易与水汽结合，形成亚硫酸和硝酸，使得浓度降低。

大气污染的主要来源是氮氧化物，包头支柱产业为重工业，如钢铁，铝业，电力，稀土等产业。大量化石燃料燃烧，大量消耗能源结构，煤尘，煤灰增加是大气污染来源之一；人为因素也会影响大气污染物的浓度变化，人们不断的获取资源，导致了资源过度开采和严重的大气污染。人们购买私家车越来越多，尾气排放量越来越多.

4 结论

包头市区总体的空气质量比较好，夏季和秋季的空气质量优于春季和冬季。大气污染物时间变化特征特征一年四季中大气污染物PM10 浓度值春季最高，夏季最低；PM2.5、SO2、NO2和CO 的浓度值都在冬季达到了最高值、夏季达到了最低值，但是O3浓度的变化在各个季节中夏季为最高、冬季为最低。其空间变化特征是总体上东河城环局和包百大楼PM10、PM2.5浓度高于其他点位。包百大楼与东河城环局SO2、NO2的浓度高于其他点位。市环境监测站和东河城环局点位高于其他点位。包头市区大气污染物主要来源于本市重工业的生产、自然条件、化石燃料燃烧。本文仍然存在一些问题，调查的范围不够广，还需要进一步研究。