江津區城區環境空氣質量現狀評價研究

王春艷，肖艷平，陳 玲

（重慶市江津區環境監測分中心，重慶402260）

1 引言

大氣污染已經成為當前人類關注的焦點，尤其近三年來，隨著國內大范圍內出現了多次不同程度的霧霾天氣，給人類生產和生活造成了嚴重影響。大量流行病學研究表明，大氣污染會引起呼吸系統疾病、心腦血管疾病等的發病率和死亡率的升高，尤其是顆粒物被吸入肺部，并且有一些殘留在血液中，造成感冒、哮喘、上呼吸道感染、肺炎、氣管炎等呼吸系統疾病，可吸入顆粒物濃度越高導致呼吸系統疾病的發生率較高[1，2]。大氣污染主要是由于石油、煤炭等化石燃料燃燒以及工業企業和人類生活排放的廢氣所導致[3]。

對城市環境空氣質量方面的研究成為近年來的研究熱點，出現了許多關于城市空氣質量相關研究報道，主要集中于長三角、京津翼地區，以上海、北京、天津、太原、銀川等大中型發達城市為主，主要運用在線實時監測儀器，對空氣質量進行評價分析[4～6]。對重慶直轄市而言，研究文獻報道主要集中于主城區域，在生態保護發展區域有關于黔江城區環境空氣質量方面的研究[7]，但無文獻報道重慶市城市發展新區的環境空氣質量相關研究。江津區是重慶市西南部典型以丘陵地帶為主的長江中上游區域，也是重慶市區域性中心城市之一。因此，江津區環境空氣質量的優劣對城市宜居及生態戰略的發展具有重要意義。

本研究采用江津城區環境空氣自動站為期1年的監測數據，對江津城區環境空氣質量現狀進行詳細分析，采用綜合污染指數法和Daniel趨勢檢驗方法對城區環境空氣質量進行評價分析，準確掌握江津城區環境空氣質量狀況及年度變化規律，為進一步改善江津城區環境空氣質量提供基礎支撐。

2 研究方法

2.1 研究概況

環境空氣污染物評價標準見表1。

表1 環境空氣污染物評價標準

江津城區共設置2個大氣環境質量自動監測站點，分別 位 于 瑯 山 （E106°16′18″，N29°16′18″）和 西 關 街（E106°16′19″，N29°16′18″）站點，嚴格執行《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ/T193－2005）相關技術標準要求，對可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）以及相關氣象相關參數同步實施連續24h自動監測。

2.2 評價方法

城區大氣環境質量按照《環境空氣質量標準》（GB3095－2012）二級標準對自動監測數據進行評價，詳見表1。

選取PM10、SO2和NO2典型城區污染物，采用綜合污染指數法對城區環境空氣質量進行評價，其分級標準見表2，綜合污染指數計算公式為[8]：

表2 環境空氣綜合污染指數分級標準

式中：P為環境空氣綜合污染指數；Pi為i項環境空氣污染物的分指數；Ci為i項環境空氣污染物濃度的年均值；Si為i項空氣污染物的環境質量標準限制；n為計入環境空氣綜合污染指數的污染物項數。

2.3 年度環境空氣質量變化趨勢分析方法

采用具有顯著性統計特征的Daniel趨勢檢驗方法分析江津城區環境空氣質量變化趨勢[9]。計算公式為：

式中：n為時間周期數；xi為周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；yi為按時間排列的序號；rs為秩相關系數。將秩相關系數rs的絕對值與Spearman秩相關系數統計表中（顯著性水平a＝0.05或a＝0.01）的臨界值Wp進行比較，如果｜rs｜≥Wp，表明變化趨勢有顯著意義，如果rs是正值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈上升趨勢或加重趨勢；如果rs是負值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈下降趨勢或好轉趨勢；如果｜rs｜≤Wp，則表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內水質變化穩定或平穩。

3 結果與討論

3.1 監測結果

2014年度，江津城區環境空氣中PM10、SO2和NO2年均濃度值分別為83.3、37.1和42.4μg/m3，其中SO2濃度值滿足《環境空氣質量標準》（GB3095－2012）二級標準，PM10和NO2年均濃度分別超標0.19和0.06倍；城區空氣質量全年出現77d優級，267d良好，21d輕微污染。月平均變化規律見圖1，由圖可以看出，SO2和NO2月平均濃度變化規律相似，1～8月份呈現逐漸降低，9～12月份逐漸上升，二氧化氮濃度在春冬季相對較高，主要可能原因在春冬季該區域汽車排放尾氣增加。研究表明，霧對大氣污染也有影響，霧會使地面污染物濃度增加，造成嚴重污染[10]。PM10在夏秋季度濃度相對較低，在春冬季節濃度相對較高，主要原因是在春冬季節的降水量相對夏秋季節少，江津城區地理位置處于長江流域區域，在夏秋季節風速相對較大，有利于大氣污染物擴散，導致了夏秋季節PM10的濃度變化平緩。

圖1 江津城區主要大氣污染月平均濃度變化規律

3.2 評價結果

運用綜合污染指數法對江津城區主要大氣污染評價結果見圖2，由圖可以看出，2014年，瑯山和西關街自動監測站點綜合污染指數月變化規律一致，但西關街站點的綜合污染指數均高于瑯山站點，綜合污染分別在1.06～2.70，2.10～4.49?，樕皆?～9月處于清潔水平，其余月份均為輕度污染水平，西關街站點1月為中度污染，其余月份為輕度污染水平，而區域平均綜合污染指數為1.59～3.60，均處于輕度污染水平。由此可以看出，西關街站點區域較瑯山站點區域大氣污染嚴重，可能是由于西關街站點區域為入城主要通道，老城區道路狹窄，交通容易擁堵，大量汽車尾氣排放所引起。

圖2 江津城區主要大氣污染綜合污染指數評價結果

3.3 年度變化趨勢分析

2008～2014年，江津區城區環境空氣質量主要污染物變化見圖3。由圖可以看出，SO2和NO2的年平均濃度變化趨勢一致，而PM10年均濃度變化趨勢趨于平緩。在2012～2014年，NO2和PM10年平均濃度變化幅度較小，SO2年平均濃度則呈明顯下降趨勢。運用Daniel趨勢檢驗方法分析江津城區主要污染物濃度變化趨勢，檢驗結果表明，SO2、NO2和PM10的｜rs｜分別為0.143、0.786和0.256，由于n＝7時，Wp0.05＝0.714，由此可以看出，NO2的｜rs｜＞Wp0.05，表明江津城區環境空氣中NO2的年平均濃度年度變化趨勢具有顯著意義，由于rs為正值，在2008～2014年度，NO2的年平均濃度呈上升趨勢。SO2和PM10的年平均濃度呈折線變化趨勢，Daniel趨勢檢驗方法檢驗表明二者年均濃度隨年際變化無顯著意義。

圖3 江津城區環境空氣主要污染物年際變化

3.4 主要污染物相關性分析

由2014年度江津城區環境空氣質量監測結果可以看出，主要污染物為PM10和NO2，因此分析其相關性對城區環境空氣質量的確定具有顯著意義。分析PM10和NO2、PM10和SO2、SO2和NO2之間相關性，前2項均不具有相關性，相關性分析結果表明，SO2和NO2之間呈明顯正相關，相關系數為0.8047，由此表明，江津城區環境空氣中SO2和NO2的濃度有高度的相關性。近年來隨著經濟的快速發展，江津城區附近的小型工業企業逐漸增加，企業排放工業廢氣大量增加，以及城區汽車保有數量逐漸增加導致大量的汽車尾氣排放，再加上江津區地處于長江中上游區域，氣候條件不利于大氣污染物擴散，導致了二者具有較高的相關性。

4 結論

（1）2014年度，江津城區環境空氣中PM10、SO2和NO2年均濃度值分別為83.3、37.1和42.4μg/m3，城區空氣質量全年出現344d優良，21d輕微污染。

（2）采用綜合污染指數評價結果表明，江津城區環境空氣質量區域平均綜合污染指數為1.59～3.60，均處于輕度污染水平。瑯山和西關街站點月平均變化規律一致，瑯山站點區域環境空氣質量優于西關街站點區域。

（3）2008～2014年，SO2和NO2的年平均濃度變化趨勢一致，而PM10年均濃度變化趨勢趨于平緩。Daniel趨勢檢驗方法分析結果表明，NO2的年平均濃度年度變化趨勢具有顯著意義年平均濃度呈上升趨勢，SO2和PM10的年均濃度隨年際變化則無顯著意義。

（4）江津城區環境空氣質量主要污染相關性分析結果表明，SO2和NO2之間呈明顯正相關。

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