西昌市城區大氣環境質量特征研究（淺析）

蘇永潔 潘亞群

摘 要：根據環境空氣質量自動監測數據和氣象監測數據，分析西昌市城區近幾年空氣質量總體概況及SO2、PM2.5和PM10等大氣污染物的濃度變化特征，并對主要大氣污染物與氣象參數間的關系進行討論。結果表明：研究時段內主要大氣污染物年均濃度均滿足《GB3095-2012環境空氣質量標準》中二級標準要求；大氣污染物 NO2與PM10和PM2.5呈顯著性相關，氣象參數與大氣污染物呈明顯相關性，其中風速與SO2、NO2、PM10和PM2.5呈極顯著的負相關性。

關鍵詞：西昌；大氣污染物；氣象參數；相關分析

1.數據說明

1.1監測技術、設備方法及監測點位分布

西昌市5個環境空氣自動監測點均使用賽默飛世爾科技公司生產的空氣自動監測儀器。其污染物自動分析儀的基本原理為：SO2分析儀分析方法為紫外熒光法；NO2分析儀是利用O3和NO的氣相反應所發出光強大小，來測量大氣中NO的濃度，稱為化學發光法；CO分析方法為相關紅外法，利用對波長為4.6nm的紅外輻射有吸收的特性而設計的；O3分析方法為紫外光譜吸收法，該方法的測定原理是基于臭氧分子內部電子的共振對波長為254nm紫外光的吸收。PM10、PM2.5分析儀方法為β射線法。

西昌市大氣環境監測點分別為青龍寺（對照點，102.3431，27.8099）、邛海賓館（102.2721，27.8415）、涼山州政府（102.2625，27.8980）、西昌市政府（102.2685，27.8851）和長安（102.2370，27.8914）。監測采樣時間、監測頻次、分析方法嚴格按照《環境監測技術規范》，對SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5采用24小時自動采樣。

1.2 監測標準

根據四川省空氣質量功能區劃，西昌市環境空氣質量功能區為二類區，執行國家《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二級標準[3] 。

1.3數據處理

采用自動連續監測設備監測逐時數據，異常數據的取舍按照HJ630的規定。數據均采用SPSS20.0軟件分析，因子間相關采用Pearson相關性分析，多重回歸分析，p<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果分析

2.1 空氣環境質量監測結果及分析

2.1.1 五年內西昌市環境空氣質量總體概況

2012-2016年，西昌市環境空氣質量優良率為99.3%，范圍在98.3%～100%之間。其中：NO2年平均值濃度范圍為23-29μg/m3，五年的年均值均達到國家環境空氣質量一級標準；SO2年平均值濃度范圍為27-43μg/m3，五年的年均值均達到國家環境空氣質量二級標準；PM10年平均值濃度范圍為41-54μg/m3，五年的年均值均達到環境空氣質量二級標準；PM2.5年平均值濃度為范圍26-27μg/m3，二年的年均值均達到環境空氣質量二級標準；CO年平均濃度值為1.5 mg/m3；臭氧年平均濃度值為131-139μg/m3。在曹攀，羅彬等研究四川省城市環境空氣質量狀況結果中，西昌市為四川省僅有5個城市年平均值濃度達標之一的城市[4] 。

2.1.2 2016年西昌市主要大氣污染物的月變化

2016年，西昌市SO2年均濃度為30μg/m3，日均濃度范圍為8～121μg/m3，秋季濃度值最高37μg/m3，春季最低24μg/m3；PM10、PM2.5年均濃度分別為41μg/m3、26μg/m3，日均濃度范圍分別為12～112μg/m3、7～86μg/m3，兩者呈現相似的變化特征，冬季較高，夏季、初秋較低，主要與冬季秸稈禁燒、取暖及春節煙花爆竹有關；NO2年均濃度為22μg/m3，日均濃度范圍為8～51μg/m3，冬季稍高，夏季、初秋稍低，其中6月最低，季節變化不明顯；CO年均濃度為1.5mg/m3，日均濃度范圍為0.6～2.2mg/m3，春季2月最高；O3年均濃度為131μg/m3，日均濃度范圍為19～170μg/m3，春夏季、初秋較為嚴重，5月便出現輕度污染狀況，7月、9月臭氧濃度有所下降原因為當月有半月以上降雨，日照不強烈，臭氧濃度相對較低。

2.2 氣象參數與大氣污染物多元統計分析

SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5是表征環境空氣質量污染程度的重要指標，氣象參數也會對大氣環境質量造成不同程度的影響。2016年西昌市市政府環境空氣自動監測點監測到的SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5、氣溫、氣壓、風向、濕度和風速11個參數進行SPSS20.0 Pearson相關性分析。

結果表明：PM10與 PM2.5二者相關系數達到0.963，呈顯著性正相關，分別與氣溫和風速在 0.01的置信水平（雙側）上顯著負相關，其結果與董婭瑋[5] 等對西安市的研究結果一致；且與除臭氧外的SO2、NO2和CO三個大氣污染物因子呈顯著正相關，導致該相關性的原因主要是SO2、NO2和CO是形成PM10 與 PM2.5的重要來源和前體物質，其結果與陳丹青[6] 等對粵東三市的研究結果一致。O3與溫度和風速呈顯著正相關，與氣壓和濕度呈顯著性負相關，并且與SO2和NO2這兩個大氣污染物因子呈顯著正相關，導致該相關性的原因主要是在光化學作用下，NO2和NO作為O3的前體物，經過NO2和NO消耗和轉化，從而促進了O3 生成[7] 。氣溫與NO2、CO、PM10和PM2.5呈極顯著的負相關性，表明氣溫越低這4種大氣污染物濃度越高，主要與秸稈焚燒、取暖及煙花爆竹、氣溫和污染物的負相關關系，以及冬季容易造成逆溫層生成而不利于擴散。風速對SO2、NO2、PM10和PM2.5呈極顯著的負相關性，表明風速越大越利于這4種大氣污染物擴散，結果與王愛雯[8] 等對秀山縣城區的研究結果一致。

3.結論

研究期間，西昌市城區主要大氣污染物 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO和O3 年均濃度值均滿足《GB3095-2012 環境空氣質量標準》中二級標準要求。隨月份變化，PM10、PM2.5、SO2和NO2先降低再升高的趨勢，秋季SO2濃度值最高，CO春季較高，O3在春夏、初秋季節濃度較高[9] 。環境問題是典型的多因素、多元、非線性相互關系問題，利用西昌市環境空氣自動監測點監測到的11個參數，使用大數據解析技術，分析氣象參數對大氣環境質量造成的影響[10] 。

相關性分析結果表明，O3與溫度和風速呈顯著性正相關，與NO2、濕度和風向呈顯著性負相關。PM10與 PM2.5相關系數達到0.963，呈顯著性相關，且與除臭氧外的SO2、NO2和CO三個大氣污染物因子呈現嚴重的正相關。風速與溫度、濕度呈較強的相關性，表明對大氣污染影響較大。

參考文獻：（Reference）

[1] 環境保護部，環境空氣質量標準（GB3095-2012）[S].中國環境科學出版社，2012.

[2] 曹攀，羅彬.四川省城市環境空氣質量狀況分析[J].四川環境，2017，36（1）：72-76.

[3] 董婭瑋，杜新黎，李揚揚，等.西安市區大氣中PM2.5和PM10質量濃度污染特征[J].中國環境監測，2015，31（5）：45-49.

[4] 陳丹青，師建中.粵東三市PM2.5和PM10質量濃度分布特征[J].中山大學學報，2012，51（4）：73-78.

[5] 王占山，張大偉.北京市夏季不同O3和PM2.5污染狀況研究[J].環境科學，2016，37（3）：807-815.

[6] 王愛雯，申婭，楊建波，等.秀山縣城區大氣環境質量特征研究[J].環境科學導刊，2017，36（4）：54-57.

[7] 敏玉蘭，王健平，竇瑞平.2011-2015年合作市環境空氣質量狀況及變化趨勢淺析[J].環境研究與監測，2017，30（01）：29-31.

[8] 李蔚，胡昊，徐富春，等.大數據解析技術在大氣環境監測中的應用研究[J].中國環境監測，2015，31（3）：118-122

（作者單位：涼山州環境監測中心站）