伊寧市冬季氣態污染物濃度變化特征

辜天軍

摘? 要：基于2020年冬季伊寧市SO2、NO2、CO和O3等氣態污染物監測數據，采用數理統計方法，研究了伊寧市氣態污染物濃度變化特征。結果表明：伊寧市城區冬季SO2和O3-8h均達標，但NO2和CO第95百分位數濃度分別超標0.33倍和0.22倍，城區燃煤和機動車排放對空氣質量有明顯影響。工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別比周末高出7.4%、13.4%和19.2%，O3-8h則相反。SO2與NO2、CO這3種污染物來源相近。

關鍵詞：伊寧市? 冬季? 氣態污染物? 空氣質量? 來源

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）07（b）-0060-04

Variation Characteristics of Gaseous Pollutant Concentration in Winter in Yining City

GU Tianjun

（Office of the Third Commissioner of Xinjiang Ecological Environment Supervision， Xinjiang Department of Ecological Environment， Urumqi， Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830063 China）

Abstract： Based on the monitoring data of SO2， NO2， Co， O3 and other gaseous pollutants in Yining City in the winter of 2020， the concentration variation characteristics of gaseous pollutants in Yining City were studied by mathematical statistics. The results show that SO2 and O3-8h in winter in Yining City are up to the standard， but the 95th percentile concentrations of NO2 and CO exceed the standard by 0.33 times and 0.22 times respectively. The emission of coal and motor vehicles in urban area has a significant impact on air quality. The average concentrations of SO2， NO2 and CO on weekdays were 7.4%， 13.4% and 19.2% higher than those on weekends， respectively， while O3-8h was the opposite. The sources of SO2， NO2 and CO are similar.

Key Words： Yining City; Winter; Gaseous pollutants; Air quality; Source

隨著經濟快速增長，城市化進程不斷加快，能源消費增加迅速，大氣污染問題日益突出也越來越受到關注。大氣污染不僅影響環境空氣質量、氣候變化與經濟社會發展，對人體健康也產生重要作用。目前，我國大氣污染呈現區域性、復合性和長期性的特點[1，2]。地處伊犁河谷盆地中央的伊寧市，近年來經濟發展加快，機動車保有量穩步增加，冬季空氣污染問題受到廣大市民關注。針對大氣污染問題，伊寧市通過調整優化產業結構、控制煤炭消費量、調整運輸結構、提升機動車排放水平、治理散亂污企業、工業企業升級改造和強化區域聯防聯控等系列措施，取得了一定成效。本研究基于2020年冬季伊寧市SO2、NO2、CO等氣態污染物監測數據，研究了冬季各類氣態污染物濃度變化特征和相互關系，為該地區大氣污染治理和防控提供科學參考。

1? 數據與方法

1.1 研究區概況

伊寧市地處伊犁河谷盆地中央，東連伊寧縣，西鄰霍城縣，南瀕伊犁河，北依科古爾琴山。伊寧市市域總面積644.01km2，建成區面積122km2，屬北溫帶大陸性氣候，四季分明，年均氣溫10.5℃，年均降水量245mm，年均日照3080h。

1.2 數據來源

大氣污染物SO2、NO2、CO和O3的濃度數據來源于伊寧市城區3個國家環境空氣質量自動監測站（http：//183.203.223.83：85/aqi/），時間范圍為2020年12月1日—2021年2月27日。其中新政府片區監測點位于伊寧市南部，第二水廠監測點位于伊寧市東北部，環保局監測點位于伊寧市西北部。按照氣象學上分類12月、1月和2月為冬季。

1.3 數據統計與分析

SO2、NO2、CO等氣態污染物日平均濃度為24h內各小時濃度算術平均值。O3最大8h濃度為當日8時-24時最大8h滑動平均濃度（O3-8h）。各小時濃度算術平均值月均值、季均值計算均按照《環境空氣質量評價技術規范》（HJ 663-2013）由日均值計算得到。根據《環境空氣質量評價技術規范》規定，對地級及以上城市，環境空氣質量評價采用城市空氣質量監測評價點監測數據，伊寧市3個國控站點都集中于市區。本研究利用2020年12月1日—2021年2月27日伊寧市3個國控監測站點SO2、NO2、CO和O3等氣態污染物濃度數據，采用統計分析和空間分析，對伊寧市冬季主要氣態污染物時空變化進行了研究。

2? 結果與分析

2.1 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度總體變化

化石燃料（煤、石油和天然氣）燃燒是大氣中SO2的主要來源，特別是燃煤排放的SO2要遠高于其他燃料。NO2是機動車尾氣排放的主要污染物，是臭氧的重要前體物。SO2、氮氧化物經過復雜反應能轉化生成二次細顆粒物[3，4]。伊寧市城區冬季（2020年12月1日—2021年2月27日），SO2、NO2、CO和O3-8h平均濃度分別為23μg/m3、53μg/m3、2.7mg/m3和53μg/m3，其中CO第95百分位數為4.9mg/m3和O3-8h第90百分位數為81μg/m3。這4項氣態污染物中NO2濃度和CO第95百分位數濃度分別超過國家二級標準限值（NO2：40μg/m3;CO第95百分位數濃度：4mg/m3）0.33倍和0.22倍，說明冬季伊寧市城區燃煤和機動車排放對空氣質量有明顯影響。從整個冬季SO2、NO2、CO和O3-8h日平均濃度分布看（圖1），伊寧市城區SO2、NO2、CO和O3-8h質量濃度范圍分別為6～50μg/m3、12～93μg/m3、0.6～7.1mg/m3和25～94μg/m3，其中NO2和CO超標率分別為10%和17%。

2.2 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度月際變化特征

冬季各月SO2、NO2、CO和O3-8h質量濃度的變化有較明顯差異。SO2、NO2、CO等污染物濃度由高到低排序依次均為1月>12月>2月，其中12月和1月濃度接近，2月濃度明顯低于12月和1月;O3-8h濃度排序為2月>1月>12月，2月濃度明顯高于12月和1月，主要與2月氣溫升高，日照增加，臭氧更易生成有關。

2.3 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h濃度變化的周末效應

一般情況下周一至周五工作日期間，工業生產活動和機動車排放強度、能源消費比周六和周日高，可能產生和排放更多的大氣污染物進入環境，造成大氣中污染物濃度升高。本文將SO2、NO2、CO和O3-8h監測時段分為工作日（周一到周五）和周末（周六和周日）兩類，分別計算工作日和周末的SO2、NO2、CO和O3-8h濃度變化特征。如圖2所示，冬季工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別為23.4μg/m3、55.1μg/m3和2.8mg/m3，周末平均濃度分別為21.8μg/m3、48.6μg/m3和2.4mg/m3，工作日濃度明顯高于周末，分別高出7.4%、13.4%和19.2%。這一結果說明冬季工作日期間燃煤排放強度要大于周末，應重點做好管控。O3-8h則相反，其周末濃度較工作日濃度略高，分別為為54.4μg/m3和52.4μg/m3，高出3.8%，可能與機動車行駛排放下降有關。

2.4 冬季SO2、NO2、CO和O3-8h之間相關性

城市大氣環境中SO2、CO和NO2主要來自燃煤和機動車排放。對流層臭氧（O3）主要由氮氧化物（NOx）和揮發性有機物（VOCs）經過一系列復雜的光化學反應生成，是大氣中重要的污染物之一，而NO2是O3重要的前體物。SO2、NO2、CO和O3-8h之間存在著復雜的聯系[5，6]。

由表1冬季SO2、NO2、CO和O3-8h相關系數可知，SO2與NO2、CO均存在顯著正相關關系，相關系數分別為0.85和0.79（P<0.05），說明冬季這3種污染物來源相近，主要為燃煤排放。此外，NO2和CO之間相關系數為0.94（P<0.05），說明兩者之間存在顯著的正相關關系，可能提示其來自燃煤和機動車排放的貢獻最大。O3-8h與SO2、NO2、CO之間均為負相關，相關系數絕對值小于0.4，為弱相關。

3? 結論

（1）伊寧市城區冬季SO2、NO2平均濃度分別為23μg/m3和53μg/m3，CO第95百分位數為4.9mg/m3，O3-8h第90百分位數為81μg/m3。NO2和CO第95百分位數濃度分別超標0.33倍和0.22倍，說明冬季伊寧市城區燃煤和機動車排放對空氣質量有明顯影響。

（2）冬季工作日SO2、NO2、CO平均濃度分別比周末高出7.4%、13.4%和19.2%，O3-8h則相反，其周末濃度較工作日濃度略高3.8%。

（3）SO2與NO2、CO均存在顯著正相關關系，這3種污染物來源相近，主要為燃煤排放。

參考文獻

[1] 劉文清，陳臻懿，劉建國，等.大氣污染光學遙感技術及發展趨勢[J].中國環境監測，2018，34（2）：1-9.

[2] 劉文清，劉建國，謝品華，等.區域大氣復合污染立體監測技術系統與應用[J].大氣與環境光學學報，2009，4（4）：243-255.

[3] 郭蒙蒙，姜楠，王申博，等.鄭州市2014—2017年大氣污染特征及氣象條件影響分析[J].環境科學，2019，40（9）：3856-3867.

[4] 張周祥.秋冬季北京北部重污染事件PM1化學組分特征及氣象因素的貢獻[D].北京：中國氣象科學研究院，2017.

[5] 李雁宇，李杰，曾勝蘭，等.2017年汾渭平原東部大氣顆粒物污染特征分析[J].環境科學研究，2020，33（1）：63-72.

[6] 趙雪，沈楠馳，李令軍，等.COVID-19疫情期間京津冀大氣污染物變化及影響因素分析[J].環境科學，2021，42（3）：1205-1214.