佳木斯市2010～2018年大氣污染物濃度時(shí)間變化特征分析①

朱會(huì)麗，吳曉龍，陳一鳴，趙海莉，于 萍，計(jì)星宇，魯 彥

(1.佳木斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，河南 鄭州 450000;3.佳木斯生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，黑龍江 佳木斯 154007)

城市的發(fā)展離不開(kāi)環(huán)境問(wèn)題，大氣污染防治工作已經(jīng)成為全社會(huì)高度關(guān)注的問(wèn)題。習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中指出，持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)[1]。因此，了解和掌握城市大氣污染物的時(shí)間分布特點(diǎn)，對(duì)于進(jìn)行本地化大氣污染防治工作具有重要意義；也是實(shí)現(xiàn)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的理論基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)研究了空氣質(zhì)量較好城市佳木斯市大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的時(shí)間分布特征，從環(huán)境衛(wèi)生學(xué)角度評(píng)價(jià)大氣質(zhì)量，研究結(jié)果對(duì)佳木斯市的大氣環(huán)境污染防治工作的可持續(xù)性發(fā)展和市民健康有積極的影響。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

4種典型大氣污染物分別為PM10、PM2.5、SO2、NO2，濃度數(shù)據(jù)資料來(lái)源于佳木斯市生態(tài)環(huán)境局及天氣后報(bào)網(wǎng)(http://www.tianqihoubao.com/)。

1.2 研究?jī)?nèi)容

(1)大氣污染物時(shí)間特征：收集污染物2015～2018年P(guān)M2.5日平均濃度。分析污染物日、月、季節(jié)，采暖期與非采暖期(采暖期為每年10月15日～次年4月15日)，年度的時(shí)間趨勢(shì)。(2)大氣污染物評(píng)價(jià)：根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3095-2012)[2]進(jìn)行比較，并進(jìn)行環(huán)境衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況提出相關(guān)建議。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0分析軟件，采用Min、Max、M、Q來(lái)描述大氣污染物濃度的變化。

2 結(jié)果

2.1 日平均濃度特征

研究期間佳木斯市城區(qū)大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的日平均濃度分別為31.11μg/m3、49.91μg/m3、13.02μg/m3、18.16μg/m3，均未超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。見(jiàn)表1。

表1 2010～2018年佳木斯市城區(qū)大氣污染物日平均濃度(μg/m3)

2.2 年度變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM2.5、PM10、SO2、NO2歷年年平均濃度未超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。污染物SO2濃度呈現(xiàn)年度下降趨勢(shì)；PM2.5、PM10、NO2年濃度呈現(xiàn)降低-增高-降低趨勢(shì)，污染物PM10、NO2增高年份集中在2014年；PM2.5增高年度集中在2017年。見(jiàn)表2。

表2 佳木斯市大氣污染物年際變化特征

2.3 季節(jié)性變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM10、PM2.5、SO2、NO2季節(jié)濃度變化呈現(xiàn)不對(duì)稱的“V型”，表現(xiàn)為春季向夏季過(guò)渡過(guò)程中，季節(jié)濃度逐漸降低；夏季向秋季、冬季過(guò)渡過(guò)程中季節(jié)濃度逐漸升高，到冬季時(shí)達(dá)到最高濃度。其中NO2季節(jié)波動(dòng)較平緩，PM10、PM2.5、SO2季節(jié)波動(dòng)較大。見(jiàn)圖1～4。

圖1 2010～2018佳木斯市城區(qū)PM10 季節(jié)濃度變化

圖2 2015～2018佳木斯市城區(qū)PM2.5 季節(jié)濃度變化

圖3 2010～2018佳木斯市城區(qū)SO2季節(jié)濃度變化

圖4 2010～2018佳木斯市城區(qū)NO2季節(jié)濃度變化

2.4 月變化特征

研究期間，佳木斯市城區(qū)PM10、PM2.5、SO2、NO2月平均濃度變化呈現(xiàn)不對(duì)稱的“U型”，表現(xiàn)為從1月份開(kāi)始逐漸下降，到8、9月份下降達(dá)最低水平，然后逐漸上升；其中NO2濃度波動(dòng)較平緩，PM10、PM2.5、SO2濃度波動(dòng)較大。見(jiàn)圖5～8。

圖5 2010～2018年佳木斯市城區(qū)PM10 月平均濃度

圖6 2015～2018年佳木斯市城區(qū)PM2.5 月平均濃度

圖7 2010～2018年佳木斯市城區(qū)SO2月平均濃度

圖8 2010～2018年佳木斯市城區(qū)NO2月平均濃度

2.5 采暖期與非采暖期平均濃度變化

在研究期間，佳木斯市城區(qū)大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2日平均濃度均為采暖期高于非采暖期。見(jiàn)表3。

表3 2010～2018年采暖期與非采暖期佳木斯市城區(qū)大氣污染物平均濃度比較

2.6 PM2.5/PM10和SO2/NO2的變化特征

PM2.5PM10比值是衡量顆粒物污染程度的指標(biāo)，其在0.3～0.4污染較輕，在0.5～0.7污染較重[3,4]；研究期間，PM2.5/PM10的年均值分別為0.62、0.63、0.62和0.58，說(shuō)明佳木斯市來(lái)自于顆粒物的污染狀況較重，但呈逐年好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；總體來(lái)看，PM2.5/PM10歷年的月變化趨勢(shì)較為一致， 5～9月份較低，1月、2月、11月、12月較高。

SO2/NO2比值初步判斷污染的來(lái)源，比值越高，固定污染源的貢獻(xiàn)率越高；反之，移動(dòng)污染源的貢獻(xiàn)率越高[5]；研究期間，佳木斯市SO2/NO2值逐年下降，分別為1.27、1.15、0.94、1.01、0.96、0.71、0.46、0.41、0.33，佳木斯市大氣污染源正逐步由固定污染源污染為主向移動(dòng)源污染為主過(guò)渡；不同月份SO2/NO2差別較大，在0.18～1.97;總體來(lái)看，SO2/NO2歷年的月變化趨勢(shì)較為一致， 1月、2月、11月、12月最高。見(jiàn)表4。

表4 2010～2018年佳木斯市城區(qū)SO2/NO2變化特征

4 討論

佳木斯市近年來(lái)城市化發(fā)展進(jìn)程加快，大氣污染物的來(lái)源主要為燃煤燃燒、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、道路揚(yáng)塵、工地建筑、秸稈限期燃燒等，通過(guò)對(duì)佳木斯市市區(qū)2010～2018年大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，佳木斯市空氣質(zhì)量總體良好，典型大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2年均值、日均值能達(dá)到二類功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求，有一定環(huán)境容量；各污染物月均值、季節(jié)均值、不同采暖期均值變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律，污染較重的月份集中在冬春季采暖期；來(lái)自顆粒物的污染也集中在采暖期最嚴(yán)重，污染源由固定污染源向移動(dòng)污染源過(guò)渡；大氣污染呈現(xiàn)復(fù)合性污染特征。

佳木斯市冬季的采暖期為6個(gè)月，由于供暖期長(zhǎng)，采暖期供熱燃煤量急增；加之來(lái)自交通工具的尾氣的一年四季的釋放，以及農(nóng)民違規(guī)無(wú)組織燃燒秸稈[6]，因此出現(xiàn)大氣污染物冬季采暖期濃度最高，超標(biāo)日也集中在冬季。氣象因素對(duì)大氣污染物的排放、強(qiáng)度、擴(kuò)散也會(huì)產(chǎn)生影響，由于佳木斯市逆溫天氣主要出現(xiàn)在1、2、11、12月，因此出現(xiàn)冬春季節(jié)污染物濃度較高的現(xiàn)象，空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)天氣也主要出現(xiàn)在這幾個(gè)月當(dāng)中[7]。有關(guān)部門(mén)的道路建設(shè)、城市園林建設(shè)一定程度上改善了移動(dòng)污染源對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，但是隨著私家車(chē)保有量的不斷提高，同時(shí)在研究期間佳木斯市直通哈爾濱市的城際高鐵的建設(shè)過(guò)程中，由于部分路段封閉，導(dǎo)致車(chē)輛集中到幾個(gè)路段，造成擁堵，汽車(chē)尾氣污染急劇加重，并在一年四季濃度變化比較平穩(wěn)，波動(dòng)不大[8]。

佳木斯市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量總體良好，僅在供熱期呈現(xiàn)輕度污染。為保持現(xiàn)有環(huán)境質(zhì)量狀況，建議相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)城市綠化，集中供暖，改造鍋爐，改進(jìn)燃料品質(zhì)，控制汽車(chē)保有量增長(zhǎng)率，同時(shí)發(fā)展公共交通系統(tǒng)綠色出行，提倡使用新能源交通工具，規(guī)范地域性的秸稈燃燒，將秸稈進(jìn)行二次利用，并強(qiáng)化各種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。