2016~2018年新鄉市空氣質量變化特征

連賀強 高麗云

摘要：分析了2016～2018年新鄉市區空氣質量和空氣中污染物的變化特征和趨勢，為改善空氣質量提供了依據。利用2016～2018年新鄉市區環境空氣質量監測資料，結合空氣質量指數（AQI）和3種不同污染物 PM2.5、SO2、NO2還有其他相關資料進行了研究。結果表明：2016～2018年空氣質量有逐年好轉的趨勢，但空氣質量集中在輕度污染，空氣污染物PM2.5、NO2年平均濃度均高于國家環境空氣質量年平均二級標準，SO2年平均濃度雖然低于國家環境空氣質量年平均二級標準，但取暖季濃度相對較高。空氣質量指數（AQI）數值和3種空氣污染物濃度大小依次為取暖季均值>年均值>非取暖季均值。新鄉市區總體空氣質量較差，空氣污染物含量較高，應進一步采取有效的防治措施，提高空氣質量。

關鍵詞：空氣質量;變化特征;新鄉

中圖分類號：X51

文獻標識碼：A?文章編號：1674-9944（2020）14-0084-03

1?引言

新鄉市，位于河南省北部，屬于黃河、海河流域，北面臨接太行山，南面毗鄰黃河[1]，地勢北高南低，屬暖溫帶大陸性氣候。新鄉是中原地區重要的工業基地和中心城市[2]。但是隨著社會經濟的飛速發展，城市化和工業化進程的加快，環境問題日益凸顯，近些年最引起人們關注的就是空氣質量和空氣污染問題[3]。2015年末至2016年初在我國北方部分地區出現了持續的嚴重空氣污染，期間河南多個城市出現的空氣質量指數（air quality index， AQI）超過了500，幼兒園和中小學因此而采取停課措施[4]。本文通過中國空氣質量在線監測分析平臺收集2016～2018年新鄉市PM2.5、SO2 、NO2 和AQI數據，采用GB3095—2012《環境空氣質量標準》作為大氣環境質量分級標準和評價依據[5]，分析了市區空氣質量指數和空氣污染物的變化特征和趨勢，為改善新鄉市空氣環境質量提供科學依據。

2?新鄉市AQI和空氣污染物2016～2018年變化特征和趨勢

2.1?AQI的年內變化特征

空氣質量指數（AQI）主要是描述空氣清潔或者污染程度，以及對健康的影響。它劃分為優（0～50）、良（51～100）、輕度污染（101～150）、中度污染（151～200）、重度污染（201～300）和嚴重污染（>300）6個級別，污染物監測為6項：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧[6]。由圖1可以看出新鄉市空氣質量在相對平穩的范圍內上下波動，在某時間段有明顯起伏，冬季相對差，夏季相對較好。但是6月反常的AQI較高，可能是由于工業生產活動或其他因素引起。整體來說很少時間為空氣質量為優，大多為輕度污染，說明空氣質量較差。

2.2?PM2.5的年內變化特征

新鄉市區空氣中PM2.5的主要來源于燃煤、機動車尾氣、揚塵和工業生產過程。其中燃煤是空氣中PM2.5的第一大來源。細顆粒物對人體健康存在巨大的威脅，不僅可以引起呼吸系統疾病，心血管疾病，還被證實與癌癥發生密切相關[7]。根據2016～2018年間新鄉市空氣質量監測PM2.5的數據，可以繪制出新鄉市3年間PM2.5的濃度變化趨勢圖（圖2），從圖2中可以看出，新鄉市空氣中PM2.5的濃度在相對平穩的范圍內上下波動，在某時間段存在明顯的起伏，呈現出中間低兩邊高的圓弧形，11、12、1、2、3月這5個月份PM2.5的濃度相對較高，4～10月份PM2.5的濃度相對較低。

2.3?SO2的年內變化趨勢

市區空氣中SO2的來源于燃煤和含硫燃料的燃燒，還有化工等工廠的生產過程，其中煤的燃燒帶來的廢氣是空氣中SO2污染物的主要來源。SO2主要導致酸雨的形成和引起人體呼吸道相關的疾病[8]。圖3是新鄉市2016～2018 年SO2的濃度變化趨勢圖。從圖3可以看出，SO2的濃度變化趨勢和PM2.5的濃度變化趨勢大致相似，同樣呈現出中間低兩邊高的圓弧形，冬季較高，夏季較低，2016～2018 年SO2的排放量呈逐年遞減的趨勢，說明SO2的治理有所好轉。

2.4?NO2的年內變化趨勢

各種化石燃料的燃燒過程均可產生NO2，機動車尾氣是城市大氣NO2污染的主要來源之一。NO2是光化學煙霧形成的重要前體物質，有刺激性，主要作用于深部呼吸道、細支氣管及肺泡[8]。圖4是2016～2018年間的新鄉市空氣 NO2濃度變化曲線，從圖4可以看出NO2的濃度變化趨勢和PM2.5的濃度變化趨勢大致相似。2016～2018年雖然機動車輛限號限行，但是NO2濃度并沒有太大變化，說明還要加強治理，減少燃煤和控制減少機動車尾氣的排放。

3?新鄉市AQI和空氣污染物年際變化特征和趨勢

3.1?AQI的年際變化趨勢

通過收集整理2016～2018年新鄉市AQI，繪制出年際變化曲線圖。新鄉的取暖期為11月15日至3月15日，從圖5可以看出，新鄉市近3年AQI數值整體呈現下降趨勢，但年均空氣質量集中在輕度污染，空氣質量較差。2016～2017年下降幅度明顯，2017～2018年下降幅度較為平緩。新鄉市AQI取暖季均值>年均值>非取暖季均值，出現這樣的結果可能與季節有關，冬季氣溫低，夜長晝短，容易形成逆溫層，不利于污染物的稀釋與擴散，加上冬季供暖釋放更多的污染物，因此空氣污染嚴重。而夏季因為太陽輻射強，氣溫高，空氣對流活動增強，有利于污染物的稀釋和擴散，夏季雨水也比冬季多，雨水的沖刷作用也降低了空氣中污染物的含量，所以夏季空氣質量相對比較好[4]。還可能與地形有關，新鄉北依太行山，山阻隔著風，不利于空氣污染物的稀釋與擴散[9]。

3.2?PM2.5的年際變化趨勢

從圖6中可以看出，2016～2018年3年間，新鄉空氣中PM2.5的年平均含量在54.58～81.42 μg/m3之間，其中2016年的年平均含量最高，2018年最低。連續3年以來呈下降趨于平穩趨勢。此外新鄉市PM2.5的年平均含量均高于國家環境空氣質量年平均二級標準（35μg/m3），表明2016～2018年期間新鄉市空氣中PM2.5的年含量持續保持較高水平，因此PM2.5在防控治理上還是不能松懈。

3.3?SO2的年際變化趨勢

從圖7中可以看出，近3年來新鄉市SO2濃度幾乎呈直線下降趨勢，其中2016年SO2濃度最高，年均值為40.75μg/m3，低于國家二級標準（60 μg/m3）; 最低值出現在2018年，為17.5 μg/m3，同樣低于國家環境空氣質量二級標準; 經計算可得，2016～2018年間SO2的年均濃度值為28.64 μg/m3，遠低于國家環境空氣質量二級標準。冬季取暖期的SO2年平均濃度為38.2 μg/m3，雖然低于國家環境空氣質量二級標準，但仍然是非取暖期SO2的年均濃度（21.8 μg/m3）的1.75倍，由此看來，冬季采暖期SO2的濃度相對較高。總體而言，SO2的各項指標均低于國家環境空氣質量二級標準。

3.4?NO2的年際變化趨勢

從2016～2018年間新鄉市大氣NO2年際變化曲線圖8中，能夠看出3年間NO2的濃度最高為2017年，年均值為50.17 μg/m3，最低為2018年，年均值為45.25 μg/m3，3年幾乎穩定在48 μg/m3左右，略高于國家環境空氣質量二級標準（40μg/m3），冬季取暖期NO2的年平均濃度為58.8 μg/m3，是國家環境空氣質量二級標準的1.47倍，是非采暖期NO2的年平均濃度（40.33 μg/m3）的1.46倍。近年來，新鄉市的機動車數量有明顯增加，交通擁堵，冬季降水量也較少，雖然實行車輛限號等措施，但并沒有使得空氣中NO2的含量減少。

4?討論

通過以上的分析結果可以得知，新鄉整體空氣質量較差，取暖期空氣污染比較嚴重，新鄉屬于北方城市，取暖期期間向大氣中排放大量的廢氣，雖然大氣能夠通過自凈和轉移對部分空氣污染物進行轉歸，但受到冬季的氣候狀況影響，逆溫天氣出現頻率較高，再加上地形的原因，也導致大氣中污染物不容易擴散，從而增加空氣中污染物的含量[10]。

雖然環境保護已經提升到了國家戰略層面，在政府的治理下，空氣質量較前些年相比，已有些許好轉，但是大氣污染狀況還是十分嚴峻，一些地區還是會出現長時間、大范圍的霧霾天氣，給城鄉居民的身體健康和日常生活帶來嚴重的影響[5]。空氣污染防治是一項長期的工作，任重而道遠。應當建立全面的監控和預警機制，采取合理有效的防治措施，改善能源結構和燃料結構，發展水電等清潔能源，工廠改革生產工藝，減少生產過程的煙塵廢氣排放，控制減少汽車尾氣排放[11]，加強工地、道路揚塵管理，對裸露地面進行綠化和鋪裝。提高人們的環保觀念和意識，做到人人行動參與，改善環境空氣質量，保護人群的身體健康，做到經濟和環境保護的協調發展[12]。

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