“十三五”期间炎陵县环境空气质量变化特征分析

潘飞艳

(株洲市炎陵生态环境监测站，湖南 炎陵 412500)

近年来，随着我国的工业化进程飞速发展，经济实力显著提高，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]。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，可吸入颗粒物PM10是城市大气污染物的重要来源，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[1]。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。CO主要来源于城市汽车尾气污染，在城市空气污染中所占比例也不断上升。

我国早在20世纪70年代就开始致力于空气污染的防治，经过政府的大力治理，虽然同以前相比空气污染程度有所降低，但是空气污染的现状仍然存在，仍然威胁着人类的生存，形式依然比较严峻。2018年6月24日，《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》发布，这是污染防治攻坚战的第一年，也是中国生态环保工作乘胜追击、扩大战果的一年。本研究以“十三五”期间(2016-2020年)炎陵县SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5、CO共6项空气污染物质量浓度数据为依据，开展对炎陵县城区大气污染物状况及变化趋势进行分析，为当地大气污染防控和制定污染治理措施提供参考作用。

1 数据来源

以炎陵县环境空气质量自动监测评价点为研究对象，“十三五”期间(2016-2020年)二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)和一氧化碳(CO)共6项空气污染物质量浓度数据均来自湖南省环境空气质量监测数据管理系统[2]。

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，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。按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)对污染物进行评价[3]。按照《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-2012)将空气质量状况分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染6个级别[4]，详见表1所示。

表1 环境空气污染物基本项目浓度限值

3 结果与讨论

3.1 环境空气质量状况及变化趋势

“十三五”期间，炎陵县城区环境空气质量优良率呈明显上升的趋势，从2016年的97.5%提升到2020年100%。各类污染天数都是逐年下降趋势，其中2016年轻度污染天数8天，重度污染天数1天；2017年轻度污染天数12天，中度污染天数4天，重度污染天数1天；2018年轻度污染天数8天，重度污染天数1天；2019年轻度污染天数2天，重度污染天数1天；2020年未现出超标天数；炎陵县超标天数以轻度污染为主，无严重污染天数。详见表2及图1所示。

表2 “十三五”期间炎陵县环境空气质量级别

从湖南省90个县市排名情况来看，炎陵县城区全年优良天数的比例在全省排名前列，空气质量综合指数在全省排名前5位。

3.2 主要污染物年际变化

“十三五”期间炎陵县环境空气主要污染物浓度值见表3，以主要环境空气污染物年均浓度作为环境空气质量变化的主要指标，研究炎陵县城区环境空气污染物浓度年际变化及趋势分析，详见表4及图2所示；并研究“十三五”期间炎陵县城区环境空气质量综合指数年际变化趋势，如图3所示。

图2 “十三五”期间炎陵县城区主要空气污染物年际浓度变化趋势

图3 “十三五”期间炎陵县城区环境空气质量综合指数年际变化趋势

表3 “十三五”期间炎陵县环境空气主要污染物浓度值

表4 “十三五”期间炎陵县环境空气主要污染物趋势分析

续表4

监测数据结果表明，“十三五”期间，SO2年均浓度范围为5～10 μg/m3、NO2年均浓度范围为7～8 μg/m3、PM10年均浓度范围为22～48 μg/m3、PM2.5年均浓度范围为17～30 μg/m3、CO年均浓度范围为1.2～1.9 mg/m3、O3年均浓度范围为97～106 μg/m3，均达到或优于二级标准，其中SO2、NO2、CO年均浓度达到一级标准。“十三五”期间，炎陵县6项空气污染物浓度均处于一个较低值范围内。

“十三五”期间，PM10、PM2.5年均浓度呈显著下降趋势，SO2、O3年均浓度呈不显著下降趋势，但NO2、CO年均浓度呈显著上升趋势；年度综合指数呈显著下降趋势，综合指数从2016的2.78下降到2020年的2.14，降低23%，说明炎陵县环境空气是呈现逐年变好趋势。

6项环境空气污染物中只有NO2、CO年均浓度呈显著上升趋势，主要原因是炎陵县这几年随着经济的发展，人民生活水平的提高，家庭小轿车急剧增加，物流运输车也迅猛急增，导致全县机动车保有量呈逐年上升趋势，造成汽车尾气中NO2、CO排放量的上升。

2018-2020年是全面加强生态环境保护，坚决打好污染防治攻坚战的三年时间，特别是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，炎陵县采用科学有效的管理方法和监测技术，并强化部门分工协作，推进涉气企业废气污染治理，淘汰落后产能，狠抓VOCs治理工作，督促企业节能减排进度，对城区露天烧烤及秸杆焚烧加大整治力度，开展道路扬尘污染防治，这些措施都有效地提高了炎陵县的环境空气质量。

同时，因炎陵县地处湘东南边陲、井冈山西麓、罗霄山脉中段，属于典型的山区，森林覆盖率很高，达到83.55%，人口密度较低，自然环境非常好，人为造成的干扰较少，所以炎陵县整体环境空气质量优良。但因炎陵县与南方相领县有高山隔挡，南下的冷空气携带了大量来自北方省份污染物，同时快速南下的冷空气使得炎陵城区低空出现上暖下冷的逆温层，污染物在炎陵地区积聚，不易扩散。外来污染物的输入，也是造成炎陵县每年冬春季节PM10和PM2.5累积浓度较高的主要原因之一。

3.3 主要污染物月际变化

排放源的变化、所采取的环境保护措施和气候条件的变化被认为是城市空气质量变化的主要因素，其中气候条件在短时间内受人为干扰较少[5]。“十三五”期间炎陵县城区环境空气主要污染物浓度月际变化趋势如图4所示，可以看出明显的季节性特征，6项污染物中，PM2.5、PM10、NO2、SO2均呈“U”

图4 “十三五”期间炎陵县城区主要环境空气污染物浓度月际变化趋势

型变化规律，日均浓度在夏季(6-8月)比较低，在冬季(12月至次年2月)比较高，3-4/5月浓度迅速下降，5-8/9月在低浓度区间波动，9-12月浓度逐渐上升。CO日均浓度呈现无规律变化，说明随季节变化特性不明显。O3质量浓度呈波浪形型变化，时高时低，在1-4月快速上升，4-10月波浪型形上升，10-12月浓度又迅速下降。这与大多数城市的月变化规律基本一致，主要与气候条件有关，臭氧浓度不是随季节变化，是随湿度及环境温度影响而改变。环境温度高湿度大就会引起臭氧浓度下降，反之温度低湿度小臭氧浓度就高，冬季易形成逆温层，加之形成静稳天气，不利于污染物的扩散，光照不强，不利于O3生成；而夏季光照强烈，光化学反应强，易形成O3污染，而夏季大气流通强，有利于污染物扩散和稀释。

炎陵县出现轻度污染、中度污染及重度污染时的月份均是1-2月，首要污染物均是PM2.5，其中最高浓度出现在2016年的2月8日，日均浓度为198 μg/m3，超标倍数达4.7倍，与这一天是传统节日即农历大年初一密切相关，炎陵县属于边远小山城，春节期间还保留着燃放烟花炮竹大肆庆祝的风气，根据空气自动监测站24小时浓度数据显示，这一天超标19个小时，其中有3个小时为重度污染。

4 结 论

(1)“十三五”期间，炎陵县6项(SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3)环境空气污染物年均浓度均达到二级标准，其中SO2、NO2、CO年均浓度达到一级标准。综合指数呈逐年降低趋势，环境空气质量优良率逐年上升，说明环境空气质量是呈逐年变好趋势。

(2)炎陵县环境空气主要污染物浓度表现出明显的季节性特征，6项污染物中，PM2.5、PM10、NO2、SO2表现出“U型变化规律，冬季浓度比较高，夏季浓度比较低。CO呈现无规律变化。O3质量浓度呈波浪形变化，时高时低，只有在夏季时质量浓度在低浓度区间波动。