广安市城区首要污染物规律分析探讨

2020-10-23付玲玲

环境与发展 2020年9期

摘要：本文利用2015～2019年广安市主城区空气质量自动监测数据，初步分析了首要污染物的年际和月际变化规律，对超标日首要污染物年际变化进行了研究。结果表明：广安市主城区的首要污染物主要为O3和PM2.5为主，其次为PM10，其中冬季（12月～2月）以PM2.5为主，4月～9月以O3为主。本文研究结果对广安市主城区空气质量预报和污染防治有一定的指导意义。

关键词：首要污染物;PM2.5;O3

中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.014

Analysis and discussion on the rule of primary pollutants in Guang，an urban area

Fu Lingling

（Sichuan Guang'an Ecological Environment Monitoring Center Station，Guang'an Sichuan 638000，China）

Abstract：Based on the automatic monitoring data of air monitoring stations in Guang，an urban area from 2015 to 2019，the paper analyzed the annual and monthly changes of the law of primary pollutants.Annual changes of primary pollutants in exceeding day were analyzed.The results showed that，the chief pollutants affecting in Guang，an urban area were mainly O3and PM2.5，followed by PM10，in which the main pollutants were mainly PM2.5 in winter from December to February，and the dominant pollutants were mainly O3 from April to September.The results of this paper arecertainguidancefor air quality prediction and pollution control in Guang，an urban area.

Key words：Primary pollutants;PM2.5;O3

广安位于四川省东部，地处盆地东部山区边缘，是三峡库区发展的接力带，处于川渝结合部;属中亚热带湿润季风气候区，气象条件差，风速小，静风频率高;年平均气温16℃，最冷月（1月）平均气温3℃，最热月（7月）平均气温33℃。近年来，PM2.5作为广安市城区空气的主要超标首要污染物，越来越引起公众的重视。但是随着夏季O3污染占比增加，广安市大气污染防治的趋势，从治霾转向PM2.5和O3协同控制。

1 前言

本文收集整理了2015～2019年空气污染物浓度及日平均 AQI 指数等资料来进行统计分析。空气质量资料来源于广安市主城区所有4个环境空气质量自动监测站的每天连续24h自动监测数据的平均值，其监测资料对广安市主城区具有一定的代表性。按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）及其修改单、《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012）和《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ663-2013）评价6项污染物[1-3]。

2 广安市主城区首要污染物变化规律

2.1 首要污染物年变化

2015～2019年广安市主城区空气质量自动监测共有效监测1826天，图1为首要污染物统计图，表1为年均浓度统计表。从图1中可以看出，广安市主城区首要污染物只有3种：PM2.5、PM10和O3。2015～2019年O3作为首要污染物的占比平均为38%，在35%～42%波动，RSD为9%，最稳定，是广安市主城区第一首要污染物;PM2.5占比平均为36%，在20%～43%波动，RSD为26，是第二首要污染物;PM10占比平均为26%，在16%～43%波动，RSD为40%。2015年O3为第一首要污染物，2017年PM10为第一首要污染物，其他年份均以PM2.5为第一首要污染物。

研究表明广安市主城区PM10主要来源于颗粒物的一次性排放[4];PM2.5来源复杂，既有工业污染源、建筑工地、道路扬尘、农业污染源等粉尘的一次性排放，又有空气中的二氧化硫、氮氧化物、氨和挥发性有机物等气态前体物在大气中通过化学反应二次生成[4]。2015年实施《环境空气质量标准》（GB3095-2012）起，PM10和PM2.5年均浓度均逐渐降低。与国家空气质量二级标准比较，PM10在2018年首次达标;PM2.5在2019年首次达标。2016年冬季广州禾信仪器股份有限公司对广安市大气PM2.5进行了在线源解析，从化学成分上看，监测期间广安市颗粒物主要成分为元素碳（39.7%）与富钾颗粒（35.4%），其次为有机碳（7.8%）和左旋葡聚糖（7.7%），矿物质元素、混合碳、高分子有机碳和重金属颗粒等占比均低于5%。表明受煤炭燃烧、机动车尾气、垃圾焚烧、秸秆和落叶等生物质燃烧等一次排放及二次转化影响较为严重;污染天气期间，由于气象条件不利于大气颗粒物扩散，机动车尾气及燃煤颗粒物排放累积，与二次无机颗粒物基本保持相对稳定的高水平，三者成为主要的污染源。PM10主要来源于颗粒物的一次性排放，治理措施相对容易;但PM2.5來源广泛，治理难度大。

从2015开展监测以来，O3浓度逐年下降，下降趋势有波动，最低浓度为132μg/m3（2018年），2019年有所回升，同比增长3.2%。近年来研究发现臭氧是典型的二次污染物，前体物主要是氮氧化物（NOx）和挥发性有机污染物（VOCS来自机动车、石化工业排放和有机溶剂的挥发等）[5]。四川省臭氧浓度逐年上升，越来越引起人们关注[6-7]。

2.2 首要污染物月变化

图2为2015～2019年广安市首要污染物占比月统计图，可以看出首要污染物月变化规律，1～2月和12月首要污染物以PM2.5为主，其次PM10;3和10～11月以PM10为主、其次PM2.5;4～9月以O3为主，其次PM10。PM2. 5在 1～7月呈下降趋势，8～12月呈上升趋势，全年呈“U”字，冬季占比最多（79%），其次是秋季（28%）和春季（19%），夏季最低;PM10逐月变化特征并不显著，各月均有出现，秋季占比最多（47%），其次是春季（35%）和冬季（21%），夏季最低;O3逐月分布呈现出先上升在下降的倒“U”字形，其中在夏季占比最多（90%），其次是春季（46%）和秋季（24%），冬季没有出现。

2015～2019年，广安市主城区主要污染物月浓度变化如图3，PM10和PM2.5呈冬季高、夏季低的“U”字形;O3逐月变化似“倒U”字形，即7、8月浓度极高。1月开始，光照强度慢慢增强，气温慢慢回升，O3浓度呈现缓慢增长，其他污染物浓度逐渐降低，首要污染物以PM2.5为主。4月随着降雨量的增加和光照强度增强，O3浓度升高，易成为首要污染物;其他污染物浓度保持较低水平。6月进入夏季，光照强度显著增强，风速相应较大，污染物扩散能力极好，大气中臭氧浓度明显升高，7～8月广安市光照强度最强，首要污染物仍以O3为主，且易发生O3污染。9月光照强度减弱，O3浓度显著下降。10月气温降低伴随降雨减少，各项污染物浓度逐渐上升，颗粒物易成为首要污染物。12月进入冬季，大气边界层极低，受华蓥山脉阻挡，风速较小，城区呈现静风比例较大，空气相对湿度较大，污染物扩散条件极差，PM2.5最容易富集，浓度居高不下，易形成长时间的PM2.5污染，成为广安市主城区空气质量改善的难点所在[8-9]。

PM10最高浓度为129.4μg/m3（1月），最低浓度为46.4μg/m3（7月）。PM2.5最高浓度为82.2μg/m3（1月），最低浓度为22μg/m3（7月）;2015～2019年PM2.5最高浓度分别为205、241、154、162、133μg/m3，都出现在冬季（12月和1～2月）。O3总平均浓度为144μg/m3，最高浓度为172μg/m3（7月和8月），最低浓度为59μg/m3（12月）。2015～2019年O3 最高浓度分别为230、213、185、180、221μg/m3，都出现在夏季（6～8月）。4～8月O3月均值高于年均值，在高温、强太阳辐射等光化学反应的有利气象条件，NOX和VOCs发生一系列光化学链式反应，提高大气的氧化性，引起地表O3浓度的增加，又加速二次细颗粒物的生成[10]，这也是夏天更容易臭氧超标的原因。

广安市主城区污染物月均浓度表现出的特征与首要污染物占比月变化是一致的。

2.3 超标日首要污染物时间演变特征

图4为广安市城區2015-2019年超标日中首污占比统计图，超标日中首要污染物PM2.5占据第一，其次是O3、PM10。2015～2019年PM2.5污染的占比平均为 69%，在58%～83%波动，RSD为16%，最稳定;O3污染占比平均为29%，在12%～39%波动，RSD为40%;PM10污染占比平均为3%，在0～5%波动。四川省的大气污染主要表现为一次污染和二次污染的相互影响，进而出现以高浓度臭氧为代表的光化学污染事件和以高浓度颗粒物为代表的大气灰霾过程的持续污染特征[11]，和广安情况一致，PM2.5污染和O3污染正是制约广安市空气质量改善的主要因素。超标日中PM2.5占比逐年上升，2018年开始下降，2019年下降20%;PM10占比不高;然而O3占比发展趋势与PM2.5相反，2015～2017年占比不断下降，2018年开始上升，2019年上升17%;PM2.5污染的占比被O3污染取代。近年来，全国PM2.5污染的超标日逐年减少;而O3污染的超标日逐年增加，O3污染的占比提升，大气污染防治的趋势，从治霾转向PM2.5和O3协同控制[12-13]。

3 控制其前体物排放，重点攻克PM2.5和O3

根据广安市空气首要污染物变化趋势和PM2.5来源特征分析结果，PM2.5作为一次和二次污染物叠加，控制其排放和其前体物排放是治理的关键。二次细颗粒物的前体物主要是NOx和VOCs，而这同样也是臭氧的前体物。有效控制这两项前体物的排放不仅对控制PM2.5污染非常重要，对防治O3污染同样重要[14]。采取加强重点行业的减排力度，推进农业源大气污染防治，减少PM2.5的一次性排放;加强对重点行业VOCs的综合整治，以降低PM2.5的二次生成，最大限度减轻PM2.5污染;广安市计划投入100万建成非甲烷总烃自动在线监测系统，对VOCs进行监测分析，以掌握时空分布规律。持续改善环境空气质量，打赢蓝天保卫战，保障居民身体健康，促进社会经济的可持续发展。

4 结论

广安市主城区的首要污染物主要为PM2.5和O3，其次为PM10，其中冬季（12～2月）以PM2.5为主，4～9月以O3为主;PM2.5污染和O3污染正是制约广安市空气质量改善的主要因素;近年来，广安市主城区O3污染占比增加，控制VOCs的排放，以降低PM2.5和O3的二次生成是促进空气质量改善的关键所在。

参考文献

[1]GB3095-2012环境空气质量标准[S].

[2]HJ633-2012环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）[S].

[3]HJ663-2013环境空气质量评价技术规范（试行）[S].

[4]陈东，陈军辉，何敏，等.广安市大气污染源排放清单研究[J].四川环境，2019，38（3）：106-113.

[5]刘锐，严伟君.地面臭氧污染形成原因及应对措施[J].当代化工研究，2017（12）：58-59.

[6]四川省环境保护厅.2017年四川省环境状况公报[R].2017.

[7]四川省环境保护厅.2018年四川省环境状况公报[R].2018.

[8]黎红，熊华萍，李鹏，等.广安市局地气候对城区空气质量影响研究[J].四川环境，2015，34（4）：97-104.

[9]李宗恺，李润桥.空气污染气象学原理及应用[M].北京：气象出版社，1985.

[10]李如梅.夏季大气VOCs对O3、SOA的潜在贡献研究[D].太原：太原理工大学，2017.

[11]柯伯俊.四川省大气污染源排放清单研究[D].成都：西南交通大学，2014.