“十三五”期间襄阳市环境空气质量时空变化特征分析

王 洋

(湖北省生态环境厅襄阳生态环境监测中心，湖北 襄阳 441021)

1 引言

随着社会经济的快速发展，能源消耗不断攀升，大气中积累的污染物逐渐超出了环境容量，导致污染事件频发[1～3]。NO2、SO2形成酸沉降，损害人体呼吸系统，影响人体健康，还可以促进或参与大气颗粒物的形成[4]，可吸入颗粒物PM10是城市大气污染物的重要来源[5]，细颗粒物PM2.5在大气中停留时间比其前体物更久，可以发生远距离传输和沉降，进而对区域生态环境和全球气候变化产生重要影响[6]，近地面O3主要是由NOx和VOCs 等前体物在光化学反应作用下形成，高浓度的近地面O3严重危害了人体健康和生态环境，同时也是控制对流层大气循环与大气化学过程的重要因素[7,8]，CO 污染在城市空气污染所占比重较轻。

本研究以“十三五”期间(2016～2020年)襄阳市SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5、CO 6项空气污染物监测数据资料为基础，开展对襄阳市区大气污染物污染状况和变化趋势分析，以期为襄阳市大气污染防控与治理提供参考。

2 研究方法

该研究依据与环境空气质量要素相关的质量标准、技术规范及评价规范等进行分析[9～11]。其中空气质量达标评价SO2、NO2、PM2.5、PM10使用日均值，O3使用日最大8 h滑动平均值第90百分位数，CO使用日均值第95百分位数，评价时剔除沙尘天气对空气质量的影响，评价标准执行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级浓度限值[9]，详见表1。

3 结果与讨论

3.1 时间分布特征

3.1.1 主要污染物年际变化

“十三五”期间襄阳市空气主要污染物浓度值见表2，以主要空气污染物年均浓度作为环境空气质量变化的主要指标，研究襄阳市空气污染物年际变化趋势，如图1所示。

图1 “十三五”期间襄阳市主要空气污染物年际浓度变化趋势

表2 “十三五”期间襄阳市空气主要污染物浓度值

结果表明，“十三五”期间，CO、SO2、NO2年均浓度均达到二级标准，O3除2019年超过二级标准，其余年份均达标，PM10除2020年达标，其余年份均未达到二级标准，PM2.5在5年间均未达到二级标准。“十三五”期间，襄阳市6项空气污染物除O3外均在2020年达到一个最低值，分析原因:一方面,2020年是“十三五”污染防治攻坚战收官之年，襄阳市委、市政府高度重视生态文明建设和生态环境保护工作，推动空气质量持续改善；另一方面，特殊时期工厂企业停工停产，大大减少了污染源排放，市民居家，减少人为活动污染，导致各项污染物浓度下降。

“十三五”期间，CO、SO2、PM10均呈下降趋势，且2020年PM10降幅明显，为19.0%；PM2.5、NO2除2020年有所下降，其余年份变化不明显；O3除了在2019年出现一个明显峰值，总体保持在140 μg/m3左右水平。O3在2019年出现一个明显峰值，分析原因，据《2019年湖北省气候公报》显示，2019年湖北省出现近60年来最严重的伏秋高温连旱，夏季出现大范围持续高温，大部县市平均温度为近70年来最高，降水少、温度高、蒸发大。O3是光化学烟雾生成的二次污染物[12]，主要是NOX和VOCs在阳光的照射下通过光化学反应生成，受太阳辐射强度影响较大[13]。高温低湿是两个有利于光化学反应发生的基本气象条件，气温偏高往往预示着太阳紫外辐射偏强，光化学反应剧烈，这些都是臭氧形成的有利条件，从而导致2019年致使臭氧浓度显著升高，这与2019年以O3为首要污染物天数多达123 d，为5年中最高相吻合。

3.1.2 主要污染物月际变化

“十三五”期间襄阳市环境空气主要污染物浓度月际变化趋势如图2所示，可以看出明显的季节性特征，六项污染物中，O3表现出“n”型变化规律，夏季(6～8月份)浓度全年最高，冬季(12月份至次年2月份)浓度全年最低。其余5项污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO均呈“U”型变化规律，冬季浓度最高，夏季最低。

图2 “十三五”期间襄阳市主要空气污染物浓度月际变化趋势

2020年夏季O3浓度不升反降，分析原因，据《2020年湖北省气候影响评价》报告，2020年湖北省入梅早、出梅晚，强降水过程频繁，汛期降水显著偏多，排1961年以来同期第1位，位于鄂西北中北部的襄阳，日照时数与常年同期相比偏少200～559 h，这些不利的气象条件致使2020年夏季O3浓度较往年偏低。2020年1～3月PM10浓度较往年降低很多，这与社会生产、生活重大变化有关，因为2020年1～3月襄阳市实行封控管理，大量企业停工停产，车辆限行，导致工业污染源排放、汽车尾气及扬尘都大幅降低，有利于PM2.5、PM10等各项指标的改善[14,15]，且PM10下降的更明显，表明PM10浓度受人为影响程度更大。NO2的主要排放源是机动车尾气，2020年1～3月NO2浓度较往年降低很多，同样是因为疫情期间机动车限行，减少了尾气排放。

3.2 空间分布特征

2020年是打好污染防治攻坚战、决胜全面建成小康社会和“十三五”规划的收官之年，具有十分重要的研究意义，因此选取2020年作为6项空气污染物空间分布的研究阶段。

表3所示为2020年襄阳市6项空气污染物浓度分布情况，襄阳市PM10和PM2.5质量浓度呈现西低东高、中间区域较高的空间分布特征，O3、SO2表现出北高南低的特征，SO2西北最高；NO2西低东高，CO北低南高。

襄阳地形为东低西高，由西北向东南倾斜。西部为山区，包括保康全部、谷城大部和南漳中西部，且保康县、南漳县森林覆盖率较高，人口密度相对较低，自然环境好，人为干扰少，所以西部空气质量总体较好。襄阳市地理位置特殊，是湖北受北方污染传输的前沿阵地，而位于中间区域的襄州区、宜城市正好处于传输通道，每年冬春季节，易受多次外源污染输入影响，造成中间区域PM10累积浓度较高。

表3 2020年襄阳市6项空气污染物浓度分布情况

4 结论

(1)“十三五”期间，襄阳市6项空气污染物浓度除O3外均在2020年达到一个最低值。CO、SO2、NO2年均浓度均达到二级标准，O3除2019年超过二级标准，其余年份均达标，PM10除2020年达标，其余年份均未达到二级标准，PM2.5均未达到二级标准。“十三五”期间，CO、SO2、PM10均呈下降趋势，且2020年PM10降幅明显达19.0%；PM2.5、NO2除2020年有所下降，其余年份变化不明显；O3除了2019年出现一个明显峰值，总体保持在140 μg/m3左右水平。

(2)襄阳市环境空气主要污染物浓度表现出明显的季节性特征，六项污染物中，O3表现出“n”型变化规律，夏季浓度全年最高，冬季最低。其余五项污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO均呈“U”型变化规律，冬季浓度最高，夏季最低。

(3)2020年襄阳市6项空气污染物浓度空间分布情况是：PM10和PM2.5呈现西低东高、中间区域较高的空间分布特征，O3、SO2北高南低，SO2西北最高；NO2西低东高，CO北低南高。