2017年中國大陸地區空氣中主要污染物時空分析

摘 要：本文采用環保部2017年全年中國大陸地區31個地級城市重點監測的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O36種首要污染物的大氣環境污染數據，分析了其空間分布的差異性和季節變化特征，并解析了不同污染物的來源。

關鍵詞：主要污染物；空間差異性分析；季節變化特征；來源

1.前言

隨著我國經濟的飛速發展，城市規模的不斷擴大，我國空氣環境質量問題越來越受到重視。特別是20世紀80年代改革開放以來，經濟持續高速發展，使得環境壓力明顯增大，長期積累的環境風險已經開始顯現，一些大中城市的大氣污染所造成的空氣質量已有惡化的趨勢[1]。

本文搜集環保部監測的中國大陸地區31個重點城市的6種首要污染物在2017年一年的濃度變化。采用統計學方法和ARCGIS軟件進行數據分析，研究其空間分布的差異性和季節變化特征，根據變化解析污染物的源分布。此研究對于我國的大氣污染防治具有重要意義。

2.區域研究概況

本文將全國大陸地區31個大中城市作為研究對象，參考黃秉維[2-3]、劉再興的區劃方案，最后選取《中國經濟地理》（第三版）中的劃分方案，將大陸地區劃分為華東地區、華南地區、華中地區、華北地區、東北地區、西北地區以及西南地區七個大區域進行空間分析。

本文使用的數據資料來源通過中國環境監測總站網站發布的信息搜集。以上數據搜集起止時間為2017年1月～2017年 12 月，為期一年，本文把四季的劃分如下：春季 1月～3月，夏季4月～6月，秋季 7月～9月，冬季10月～12月。

3.六種主要污染物時空分析

3.1 PM2.5濃度水平分析

3.1.1空間差異性分析

從圖上可以看出，PM2.5濃度高值區在華北地區，尤其集中在石家莊、太原等城市，西南、華南地區是濃度低值區。由于石家莊、太原等城市是全國重工業基地，燃煤排放的氮氧化物、硫氧化物多，在空氣中容易形成硫酸鹽、硝酸鹽，為細顆粒物的形成做了貢獻，機動車尾氣也會排放大量的細顆粒物。

PM2.5的年平均濃度在20.08-86.25?g/m3之間，平均為49.17?g/m3，按PM2.5年平均空氣質量標準評價，所有城市均未達到空氣質量一級標準，除了拉薩，貴陽，昆明，海口，福州這5個城市空氣質量達到二級標準，其他所有城市均未達到二級標準。

在華東地區，濟南濃度最高，為65?g/m3，福州濃度最低，為27.25?g/m3；在華南地區，海口濃度最低為20.42?g/m3，南寧濃度最高為35.50?g/m3；在華中地區，鄭州濃度最高為71.50?g/m3，南昌濃度最低為41.67?g/m3；在華北地區，石家莊濃度最高為86.25?g/m3，呼和浩特濃度最低為43.92?g/m3；在西北地區，西安濃度最高為73.33?g/m3，西寧濃度最低為38.25?g/m3；在西南地區，成都濃度最高為56.08?g/m3，拉薩濃度最低為20.08?g/m3；在東北地區，長春濃度最低為47.17?g/m3，哈爾濱濃度最高為57?g/m3。

3.1.2季節變化特征

2017年，中國PM2.5濃度值冬季最高，秋季次之，夏季最低，這種結果出現的原因可能是冬季大量燃煤的原因。從北方與南方的濃度差異來看，更加證實了PM2.5來源于燃煤這一觀點，因為南方冬季取暖不靠暖氣，沒有大量燃煤，所以濃度比北方地區低，此外冬季逆溫天氣出現的頻率比較大，不利于污染物的輸送擴散，導致PM2.5濃度高。

3.2 PM10濃度水平分析

3.2.1空間差異性分析

PM10高濃度主要集中在華北、西北地區，華中、東北次之，西南、華南、華東最低，尤其集中在太原、石家莊、西安、蘭州等城市。而上海、海口等城市由于位于東部沿海地區，季風氣候明顯，降水量相對較大，而降水能夠有效地清除、沖刷空氣中的各種污染物，降低空氣中各種污染物的濃度，使空氣中的污染物得到自然凈化，對減少污染物和抑制揚塵有很好的作用。

PM10的年平均濃度在37.08-157.83?g/m3之間，平均為87.95?g/m3，按PM10年平均空氣質量標準評價，在31所城市里，只有海口達到空氣質量一級標準，只有福州，上海，廣州，南寧，海口，長沙，拉薩，貴陽，昆明這9個城市空氣質量達到二級標準，其他所有城市均未達到二級標準。

在華東地區，濟南濃度最高，為130.33?g/m3，福州濃度最低，為51.83?g/m3；在華南地區，海口濃度最低為37.08?g/m3，南寧濃度最高為56.33?g/m3；在華中地區，鄭州濃度最高為131.33?g/m3，長沙濃度最低為69.92?g/m3；在華北地區，石家莊濃度最高為157.83?g/m3，北京濃度最低為86.67?g/m3；在西北地區，西安濃度最高為129.58?g/m3，西寧濃度最低為96.58?g/m3；在西南地區，成都濃度最高為88.58?g/m3，貴陽濃度最低為53.17?g/m3；在東北地區，長春濃度最低為81.50?g/m3，沈陽濃度最高為87.58?g/m3。

3.2.2季節變化特征

PM10冬季最高，春季次之，夏季最低，有研究證明，春季是沙塵暴頻發的季節，會導致PM10濃度顯著增加，夏季降水量大，對空氣中的PM10有很大的沖刷作用，降低空氣中的濃度，同時夏季溫度高，空氣對流活動加強，有利于污染物的擴散，PM10濃度的時間分布與PM2.5相近，可能來自相同的污染源，即工業燃煤、汽車尾氣與地面揚塵等等。

3.3 SO2 濃度水平分析

根據《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）可知，2017年我國31城二氧化氮平均濃度約為44ug/m3，高于國家二氧化氮的二級年均濃度限值（40ug/m3），僅有7個城市達標，其中華北地區二氧化氮年均濃度最高，達50ug/m3，華南地區二氧化氮濃度最低，平均濃度為33ug/m3。

3.3.1 空間差異性分析

在空間分布上，我國中部地區大氣中二氧化氮濃度較高，包括華北、西北、華中以及西南地區，這些地區地處內陸，且降雨相對較少，不利于污染物的稀釋擴散，因此濃度相對較高。而東北、華東、華南地區濃度相對較低，由于毗鄰海洋，有利于污染物擴散，因此濃度較低。

3.3.2 季節變化特征

全年二氧化氮呈季節性變化但變化幅度不大，整體濃度均呈現先下降后上升的趨勢，冬季濃度最高，夏季濃度最低，春、秋季濃度差異不大。大氣中二氧化氮的來源包括機動車、輪船尾氣排放、燃料燃燒以及雷電等自然源產生。我國各地區二氧化氮濃度隨時間分布變化幅度不大，自然源要遠小于人類活動產生的，說明大氣中二氧化氮的主要污染源來自汽車、輪船等的尾氣排放，因此汽車尾氣氮氧化物的控制及大氣中氮氧化物的吸收轉化是二氧化氮的主要限制因子。

4.結語

本文通過對2017年全年中國大陸地區中的中華人民共和國環境保護部公布重點監測的31個地級市大氣環境污染的變化特征開展了的較為詳細的研究，分析了31個地級市2017年的六種主要大氣污染物的時間變化特征和空間變化特征，同時分析該污染物來源。

參考文獻

[1]郭婧，王文興，海熱提·涂爾遜.廣州市酸沉降對材料破壞的經濟損失估算[J]城市環境與城市生態，2004，17（3）：15-17.

[2]黃秉維，陳傳康，蔡運龍等.區域持續發展的理論基礎—陸地系統科學[J].地理學報.1996，51（5）：445-452.

[3]黃秉維.中國綜合自然區劃綱要[M].地理集刊.1989，21

作者簡介

王茜（1997.08-），性別：女，民族：漢族，籍貫：山東省青島市，當前職務：學生，學歷：本科，研究方向：環境科學。

（作者單位：中央民族大學生命與環境科學學院2015級環境科學專業）