阳泉市大气污染物变化特征分析

袁 杰，贾立亭，周焱博

（山西省阳泉市气象局，山西 阳泉 045000）

随着社会经济的发展和城市化进程的加快，污染物排放量增加，特别是在冬半年大气环流活跃度减弱和取暖季的影响下，华北地区重污染天气呈多发、易发的态势。华北地区受太行山、燕山、黄土高原等地形影响，其对冷空气活动起到阻挡和削弱作用，导致京津冀及周边地区区域污染较重[1-2]。因此，有必要研究本地的空气质量、污染物浓度特征及变化规律，为大气污染预报预警及防治攻坚工作提供有效支持。

1 资料和方法

大气环境观测资料采用2014-2019年阳泉市环境监测站的6个国控站点（市中心站、赛鱼站、南庄站、白羊墅站、平坦站、大阳泉站）的观测数据，阳泉市城市空气质量用6个国控站的平均值表示。

2 空气质量变化特征

2.1 空气质量年变化特征

下面从2014-2019年阳泉市空气质量指数（AQI）的变化情况来分析城市空气质量的变化特征。2014-2019年，AQI平均值为104.2，其中，2014年AQI最大，达110.3，2015年最小，为90.2，2017-2019年，其波动幅度较小。总体而言，AQI呈先减小后增加再减小的年际变化规律，6年内只有2015年AQI在100以内，其余5年皆在100以上，空气质量较差。

2.2 空气质量季节变化特征

从2014-2019年阳泉市各季节AQI变化情况来看，四季中，冬季AQI平均值最高，空气质量最差，春季空气质量较差，夏季空气质量较好，秋季空气质量最好。

2.3 非采暖季和采暖季空气质量变化特征

从2014-2019年阳泉市非采暖季和采暖季AQI变化情况来看，除2017-2018年两者比较接近外，其余年份采暖季的AQI都明显高于非采暖季，这与采暖季供暖需求导致排放物增加、大气自净能力减弱有明显关系[3]。

2.4 空气质量月变化特征

从2014-2019年阳泉市各月AQI变化情况可以看出，2014-2019年，阳泉市月AQI最大值为177.9（2014年2月），最小值为56.9（2015年9月），整体呈先降低后增加的趋势，月峰值区集中在每年的1-3月和11-12月，月低值区集中在8-10月。2014-2019年，AQI月平均最大值出现在1月，为121.2，月平均最小值出现在9月，为76，整体呈现出两头高、中间低的特点。

2.5 春节期间空气质量变化特征

从2014-2019年阳泉市春节期间AQI变化情况可以看出，春节期间，阳泉市AQI呈明显增加趋势，最大值出现在2018年，为182.3，最小值出现在2014年，为95.7。春节期间，阳泉市空气质量变化分为两个阶段，分别为除夕至初二、初三至初五，空气质量呈现出明显的恶化趋势。

3 空气质量等级变化特征分析

3.1 年变化特征

从2014-2019年阳泉市空气质量等级变化情况可以看出，2014-2019年，阳泉市空气质量等级年变化特征整体呈稳中向好的趋势，其中优良天数在增加，特别是严重污染天气在减少，但轻到中度污染天数居高不下。2014-2019年，阳泉市优良日和污染日及优良率和超标率变化情况如图1所示。数据显示，阳泉市优良日数年变化特征整体呈稳中向好的趋势，污染日数呈先减少后增加的趋势；优良率和超标率也呈同样的变化规律。

图1 2014-2019年阳泉市优良日和污染日及优良率和超标率变化情况

3.2 污染物浓度变化特征

2014-2019年，阳泉市气态污染物浓度变化情况如图2所示。由图2可以看出，阳泉市主要污染物中的4类气态污染物浓度变化规律明显不同，其中SO2和CO浓度呈现明显降低的趋势，而O3浓度呈明显升高的趋势，NO2浓度稳定维持在同一较高水平，无明显升降趋势。

图2 2014-2019年阳泉市气态污染物浓度变化情况

从2014-2019年阳泉市PM10和PM2.5污染物浓度变化情况可以看出，阳泉市主要污染物中的2类固态污染物浓度呈相似的变化规律，呈微弱的下降趋势。

4 首要污染物变化特征

2014-2019年，阳泉市每年的污染天数呈现出先减少后增加的趋势，但变化幅度不明显。其中，首要污染物为SO2的天数比例明显下降；首要污染物为NO2的天数比例明显增加；首要污染物为PM10的天数比例持续下降；首要污染物为PM2.5的天数比例明显增加；首要污染物为CO的天数比例明显减少；首要污染物为O3的天数比例明显增加。由此可以说明，SO2、PM10和CO的治理工作取得了明显进展，NO2、PM2.5和O3污染物排放源的治理工作亟待加强。

5 阳泉市空气质量空间分布特征

2014-2019年，阳泉市6个国控站点的AQI和空气质量等级变化情况如表1所示。AQI由高到低的排序为：白羊墅站＞南庄站＞市中心站＞平坦站＞赛鱼站＞大阳泉站。空气质量等级为优的比例由高到低的排序为：大阳泉站＞赛鱼站＞平坦站＞南庄站＞市中心站=白羊墅站。空气质量等级为良的比例由高到低的排序为：赛鱼站＞大阳泉站＞平坦站＞市中心站＞南庄站＞白羊墅站。结合6个国控站点的地理位置可以得出，阳泉市空气质量的空间分布特征为：西部的空气质量优于中东部，东部空气质量等级最差，东部白羊墅站的各个污染等级天数皆为第1。

表1 2014-2019年阳泉市6个国控站点的AQI和空气质量等级变化

6 结论

2014-2019年，阳泉市AQI呈先减小后增加再减小的变化趋势，只有2015年空气质量等级较好，其余5年空气质量整体较差，但其中优良率在增加，重污染至严重污染天数在减少。冬季空气质量最差，春季空气质量较差，夏季空气质量较好，秋季空气质量最好。采暖季的AQI都明显高于非采暖季，这与采暖季供暖需求导致排放物增加、大气自净能力减弱有明显关系。AQI月平均最大值出现在1月，月平均最小值出现在9月。春节期间，阳泉市空气质量变化明显。

大气污染物中，SO2和CO的浓度呈现出明显降低的趋势，而O3浓度呈明显升高的趋势，NO2浓度稳定维持在同一较高水平，无明显升降趋势，PM10和PM2.5污染物浓度呈微弱的下降趋势。首要污染物中，SO2、PM10和CO的治理工作取得了明显进展，NO2、PM2.5和O3污染物排放源的治理工作亟待加强。阳泉市空气质量的空间分布特征为：西部的空气质量优于中东部，东部空气质量等级最差，东部白羊墅站的各个污染等级天数皆为第1。