2016~2018年新乡市空气质量变化特征

连贺强 高丽云

摘要：分析了2016～2018年新乡市区空气质量和空气中污染物的变化特征和趋势，为改善空气质量提供了依据。利用2016～2018年新乡市区环境空气质量监测资料，结合空气质量指数（AQI）和3种不同污染物 PM2.5、SO2、NO2还有其他相关资料进行了研究。结果表明：2016～2018年空气质量有逐年好转的趋势，但空气质量集中在轻度污染，空气污染物PM2.5、NO2年平均浓度均高于国家环境空气质量年平均二级标准，SO2年平均浓度虽然低于国家环境空气质量年平均二级标准，但取暖季浓度相对较高。空气质量指数（AQI）数值和3种空气污染物浓度大小依次为取暖季均值>年均值>非取暖季均值。新乡市区总体空气质量较差，空气污染物含量较高，应进一步采取有效的防治措施，提高空气质量。

关键词：空气质量;变化特征;新乡

中图分类号：X51

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）14-0084-03

1 引言

新乡市，位于河南省北部，属于黄河、海河流域，北面临接太行山，南面毗邻黄河[1]，地势北高南低，属暖温带大陆性气候。新乡是中原地区重要的工业基地和中心城市[2]。但是随着社会经济的飞速发展，城市化和工业化进程的加快，环境问题日益凸显，近些年最引起人们关注的就是空气质量和空气污染问题[3]。2015年末至2016年初在我国北方部分地区出现了持续的严重空气污染，期间河南多个城市出现的空气质量指数（air quality index， AQI）超过了500，幼儿园和中小学因此而采取停课措施[4]。本文通过中国空气质量在线监测分析平台收集2016～2018年新乡市PM2.5、SO2 、NO2 和AQI数据，采用GB3095—2012《环境空气质量标准》作为大气环境质量分级标准和评价依据[5]，分析了市区空气质量指数和空气污染物的变化特征和趋势，为改善新乡市空气环境质量提供科学依据。

2 新乡市AQI和空气污染物2016～2018年变化特征和趋势

2.1 AQI的年内变化特征

空气质量指数（AQI）主要是描述空气清洁或者污染程度，以及对健康的影响。它划分为优（0～50）、良（51～100）、轻度污染（101～150）、中度污染（151～200）、重度污染（201～300）和严重污染（>300）6个级别，污染物监测为6项：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧[6]。由圖1可以看出新乡市空气质量在相对平稳的范围内上下波动，在某时间段有明显起伏，冬季相对差，夏季相对较好。但是6月反常的AQI较高，可能是由于工业生产活动或其他因素引起。整体来说很少时间为空气质量为优，大多为轻度污染，说明空气质量较差。

2.2 PM2.5的年内变化特征

新乡市区空气中PM2.5的主要来源于燃煤、机动车尾气、扬尘和工业生产过程。其中燃煤是空气中PM2.5的第一大来源。细颗粒物对人体健康存在巨大的威胁，不仅可以引起呼吸系统疾病，心血管疾病，还被证实与癌症发生密切相关[7]。根据2016～2018年间新乡市空气质量监测PM2.5的数据，可以绘制出新乡市3年间PM2.5的浓度变化趋势图（图2），从图2中可以看出，新乡市空气中PM2.5的浓度在相对平稳的范围内上下波动，在某时间段存在明显的起伏，呈现出中间低两边高的圆弧形，11、12、1、2、3月这5个月份PM2.5的浓度相对较高，4～10月份PM2.5的浓度相对较低。

2.3 SO2的年内变化趋势

市区空气中SO2的来源于燃煤和含硫燃料的燃烧，还有化工等工厂的生产过程，其中煤的燃烧带来的废气是空气中SO2污染物的主要来源。SO2主要导致酸雨的形成和引起人体呼吸道相关的疾病[8]。图3是新乡市2016～2018 年SO2的浓度变化趋势图。从图3可以看出，SO2的浓度变化趋势和PM2.5的浓度变化趋势大致相似，同样呈现出中间低两边高的圆弧形，冬季较高，夏季较低，2016～2018 年SO2的排放量呈逐年递减的趋势，说明SO2的治理有所好转。

2.4 NO2的年内变化趋势

各种化石燃料的燃烧过程均可产生NO2，机动车尾气是城市大气NO2污染的主要来源之一。NO2是光化学烟雾形成的重要前体物质，有刺激性，主要作用于深部呼吸道、细支气管及肺泡[8]。图4是2016～2018年间的新乡市空气 NO2浓度变化曲线，从图4可以看出NO2的浓度变化趋势和PM2.5的浓度变化趋势大致相似。2016～2018年虽然机动车辆限号限行，但是NO2浓度并没有太大变化，说明还要加强治理，减少燃煤和控制减少机动车尾气的排放。

3 新乡市AQI和空气污染物年际变化特征和趋势

3.1 AQI的年际变化趋势

通过收集整理2016～2018年新乡市AQI，绘制出年际变化曲线图。新乡的取暖期为11月15日至3月15日，从图5可以看出，新乡市近3年AQI数值整体呈现下降趋势，但年均空气质量集中在轻度污染，空气质量较差。2016～2017年下降幅度明显，2017～2018年下降幅度较为平缓。新乡市AQI取暖季均值>年均值>非取暖季均值，出现这样的结果可能与季节有关，冬季气温低，夜长昼短，容易形成逆温层，不利于污染物的稀释与扩散，加上冬季供暖释放更多的污染物，因此空气污染严重。而夏季因为太阳辐射强，气温高，空气对流活动增强，有利于污染物的稀释和扩散，夏季雨水也比冬季多，雨水的冲刷作用也降低了空气中污染物的含量，所以夏季空气质量相对比较好[4]。还可能与地形有关，新乡北依太行山，山阻隔着风，不利于空气污染物的稀释与扩散[9]。

3.2 PM2.5的年际变化趋势

从图6中可以看出，2016～2018年3年间，新乡空气中PM2.5的年平均含量在54.58～81.42 μg/m3之间，其中2016年的年平均含量最高，2018年最低。连续3年以来呈下降趋于平稳趋势。此外新乡市PM2.5的年平均含量均高于国家环境空气质量年平均二级标准（35μg/m3），表明2016～2018年期間新乡市空气中PM2.5的年含量持续保持较高水平，因此PM2.5在防控治理上还是不能松懈。

3.3 SO2的年际变化趋势

从图7中可以看出，近3年来新乡市SO2浓度几乎呈直线下降趋势，其中2016年SO2浓度最高，年均值为40.75μg/m3，低于国家二级标准（60 μg/m3）; 最低值出现在2018年，为17.5 μg/m3，同样低于国家环境空气质量二级标准; 经计算可得，2016～2018年间SO2的年均浓度值为28.64 μg/m3，远低于国家环境空气质量二级标准。冬季取暖期的SO2年平均浓度为38.2 μg/m3，虽然低于国家环境空气质量二级标准，但仍然是非取暖期SO2的年均浓度（21.8 μg/m3）的1.75倍，由此看来，冬季采暖期SO2的浓度相对较高。总体而言，SO2的各项指标均低于国家环境空气质量二级标准。

3.4 NO2的年际变化趋势

从2016～2018年间新乡市大气NO2年际变化曲线图8中，能够看出3年间NO2的浓度最高为2017年，年均值为50.17 μg/m3，最低为2018年，年均值为45.25 μg/m3，3年几乎稳定在48 μg/m3左右，略高于国家环境空气质量二级标准（40μg/m3），冬季取暖期NO2的年平均浓度为58.8 μg/m3，是国家环境空气质量二级标准的1.47倍，是非采暖期NO2的年平均浓度（40.33 μg/m3）的1.46倍。近年来，新乡市的机动车数量有明显增加，交通拥堵，冬季降水量也较少，虽然实行车辆限号等措施，但并没有使得空气中NO2的含量减少。

4 讨论

通过以上的分析结果可以得知，新乡整体空气质量较差，取暖期空气污染比较严重，新乡属于北方城市，取暖期期间向大气中排放大量的废气，虽然大气能够通过自净和转移对部分空气污染物进行转归，但受到冬季的气候状况影响，逆温天气出现频率较高，再加上地形的原因，也导致大气中污染物不容易扩散，从而增加空气中污染物的含量[10]。

虽然环境保护已经提升到了国家战略层面，在政府的治理下，空气质量较前些年相比，已有些许好转，但是大气污染状况还是十分严峻，一些地区还是会出现长时间、大范围的雾霾天气，给城乡居民的身体健康和日常生活带来严重的影响[5]。空气污染防治是一项长期的工作，任重而道远。应当建立全面的监控和预警机制，采取合理有效的防治措施，改善能源结构和燃料结构，发展水电等清洁能源，工厂改革生产工艺，减少生产过程的烟尘废气排放，控制减少汽车尾气排放[11]，加强工地、道路扬尘管理，对裸露地面进行绿化和铺装。提高人们的环保观念和意识，做到人人行动参与，改善环境空气质量，保护人群的身体健康，做到经济和环境保护的协调发展[12]。

参考文献：

[1]丁丽霞，程保玲，李迎春，等.新乡市环境质量变化原因及应对措施[J].中国环境管理干部学院学报，2012，22（5）：42～45.

[2] 李怀刚，王宇龙.新乡市采暖期PM10和PM2.5污染状况研究[J].绿色科技，2017（12）：51～52.

[3] 王雁，夏雅兵.新乡市PM_（10）季节变化时空特征分析[J].新乡学院学报（自然科学版），2011，28（3）：263～265.

[4] 谢国红，王燕强，张 璐，等.新乡市2014～2015年空气环境质量现状分析[J].河南科技学院学报（自然科学版），2016，44（5）：43～47.

[5] 周 凯，张毅川，王智芳，等.河南省大气环境质量评价[J].河南科技学院学报（自然科学版），2015，43（6）：28～35.

[6] 曹星辉，鄂尔多斯市近五年环境空气质量状况分析[J].环境与发展，2019（31）：158～159.

[7] 余 浩.新乡市大气污染特征及PM_（2.5）特性研究[D].新乡：河南师范大学，2017.

[8] 陆 玮.空气中氮氧化物、二氧化硫的含量测定及大气污染成因解析[J].绿色环保建材，2019（5）：29～30.

[9] 陈渤黎，吴建秋，吴晶璐，等.2012～2014年常州市空气质量与气象要素关系分析[J].气象与减灾研究，2015，38（3）：68～74.

[10]张汉卿.空气环境质量变化特征研究——以濮阳市为例[J].江西化工，（2019（3）：96～98.

[11] 王冠岚，薛建军，张建忠.2014年京津冀空气污染时空分布特征及主要成因分析[J].气象与环境科学，2016，39（1）：34～42.

[12] 黎文靖，郑曼妮.空气污染的治理机制及其作用效果——来自地级市的经验数据[J].中国工业经济，2016（4）：93～109.