河北省空气质量时空分布特征研究

2022-03-08余朋

云南化工 2022年1期

余朋

(成都理工大学地球科学学院，四川成都 610000)

随着我国经济的迅速发展，能源消耗也不断增加，因此不同地区的空气质量都面临着巨大的压力[1-2]。人口分布不均和工业产业严重失衡使得我国的空气质量具有空间分布差异较大等特点。本文深入研究了河北省11个地级市的空气质量，以获取其时空分布特征和来源，为其他省份开展大气污染的影响机制研究提供了有效的科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

河北省地处我国的东北部，环抱首都北京。全省地势呈现出由西北向东南倾斜的状态：西北部由山脉、丘陵和高地组成，其间分布有盆地和山谷；广阔的平原在中部和东南部。坝上高原占全省总面积的8.5%；燕山和太行山地，包括丘陵和盆地，占全省总面积的48.1%；地域范围在东经113°27′～119°50′与北纬36°05′～42°40′之间。

1.2 数据来源

根据中国环境监测总站实时发布的数据，选取河北省2017年7月至12月11个地级市的AQI数据进行分析处理，结合河北省地级市所在气象地理区域的气象特征和气候，分析2017年下半年河北省地级市空气污染的特征及成因。

1.3 研究方法

空气质量指数(Air Quality Index，AQI)是对空气质量的综合评价，根据每种空气污染物对环境和健康的影响程度，将监测的每种空气污染物浓度简化为简单的数值形式[3]。计算公式1如下：

AQI=max{IAQI1，IAQI2，…，IAQIn}

(1)

其中,n为污染物数量；IAQI为空气质量分指数。AQI是定量描述空气质量的无量纲指数，参与评价的污染物包括6项，分别是PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO。2012年环保部颁布实施的《环境空气质量指数(AQI)技术规定》将AQI划分为6级，分级标准如表1所示。

表1 空气质量指数(AQI)分级标准

利用ArcGIS软件的数据处理功能，将 AQI月均值数据添加到地级市属性字段中建立合理的数据库，最后利用制图软件制作各地级市7-12月AQI时空分布图，从而实现河北省地级市各月空气质量变化的直观表达。

2 结果分析

2.1 时序分布特征

2017年7月-12月河北省AQI时间分布及空气质量月达标天数百分比统计分别见图1和表2。

由图1和表2可知，2017年7月至12月期间，河北省11个地级市的空气质量整体呈逐月变差的趋势。七月份和八月份空气质量整体较为良好，达标的天数百分比也较高；11月和12月空气质量大部分城市达到中度污染之上，有6个地级市的空气质量达标率不足50%，仅张家口市空气质量达标超过了80%；9、10月份各市的空气质量呈现迅速变差的趋势，空气质量达标率也在逐渐降低，其中的石家庄、邯郸、邢台的空气质量最差，AQI已经严重超标并对社会人员的出行造成困扰；11、12月份空气质量平均达标率维持在45%左右，是2017年下半年空气质量最差的月份。

表2 2017年7月至12月河北省各地级市空气质量月达标天数百分比

图1 2017年7月至12月河北省各地级市AQI时序分布

2.2 空间变化特征

2017年7月至12月河北省各地级市AQI空间分布情况如图2所示。

由图2可知，7～12月份河北省各市AQI数值在48～178之间。北方城市的空气质量比南方城市好。根据2017年河北省统计局的统计数据显示：河北省整年水泥产量8 963.5万t、生铁17 997.3万t、粗钢19121.5万t、钢材24551.1万t。根据省统计局统计结果显示，河北省的经济增长方式仍然处于靠资本、劳动力、扩大工业设备等来增长经济的粗犷型增长，其中钢铁、水泥等工业生产占主导地位。经济增长速率越快，城市工业化的发展也随之加快了步伐，导致空气质量越来越差。作为国家的旅游度假区，张家口空气质量最优，因为张家口重点推进生态保护区建设，打造“生态休闲之都”，并且张家口高新区园区建设主推“产城融合”高新之春。综上所述，城市工业化发展速度也应该是影响空气质量的重要因素之一。