福建省惠安縣2016年-2020年大氣環境質量評價

＊莊漢斌

（惠安縣環境監測站 福建 362100）

1.引言

隨著經濟高速發展和城市化進程的加快，大氣環境污染問題已嚴重制約城市發展，威脅社會經濟發展和人民身心健康，也成為環境學科研究的重點。因此，通過對區域大氣環境質量變化趨勢的研究，掌握大氣污染狀況產生原因及變化特征，為改善大氣環境質量提供科學參考具有重要意義。大氣環境質量評價是大氣污染防治的重要內容，在大氣環境質量分級標準的基礎上，以若干大氣環境影響因子的監測資料為依據，采用選定方法對某一區域在某一時間段的大氣環境質量進行定性或定量評估，從而為有效防治大氣污染提供必要的科學依據，因此對大氣環境質量的客觀準確評價是防治區域大氣污染的前提和關鍵。國內許多學者對不同城市的大氣環境質量狀況進行了評價，王棚飛等對重慶市大氣環境質量進行了評價，結果表明，重慶市大氣中首要污染物是PM10，其次是氮氧化物，最后是二氧化硫。氣溫、日照、降水等氣象因素與大氣環境質量季節變化具有一定的相關性。經濟社會的快速發展對大氣環境質量有一定的影響。許麗媛采用層次分析法對甘肅省迭部縣2013年-2017年大氣環境質量及其變化進行評價，結果表明，迭部縣大氣環境質量受PM10影響較大，受SO2和NO2的影響較小。總體來說，迭部縣大氣環境質量好轉趨勢明顯。校園齊等采用灰色關聯度法對新鄉市大氣環境質量進行評價研究。研究結論表明，新鄉市大氣環境質量有待改善，且冬半年的可懸浮顆粒物問題尤為突出。趙建平等基于云模型對長沙市2014年-2016年大氣環境質量進行綜合評價。結果表明，云模型能夠很好地實現評價指標數值和大氣環境質量等級間的不確定映射，長沙市大氣環境質量呈現逐年好轉趨勢，評價結果與實際情況相符。福建省惠安縣的相關研究還未見報道，因此，本文擬采用環境空氣質量綜合指數對2016年-2020年惠安縣三個大氣省控點的大氣污染指標（SO2、NO2、O3、PM10、CO、PM2.5）進行分析，并分析氣象因素對大氣環境質量的影響。

2.材料與方法

(1)研究區域

惠安縣位于福建省東南沿海，泉州灣和湄洲灣之間，東面臺灣，北接泉港區，西聯洛江區，南與臺商投資區毗鄰。惠安屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫在16-21℃之間，冬季盛行東北風，夏季盛行西南風。降水主要集中在春夏季，降水量約在1000mm左右，夏長冬短。惠安縣氣候有4個基本特征：氣溫高、光熱豐富、降水充沛、季風氣候顯著。根據第七次全國人口普查數據，全縣總人口781397人。惠安地勢西北高，東南低，呈層狀傾斜，以丘陵臺地為主。惠安素以“漁業強縣”“建筑之鄉”“雕藝之鄉”著稱于世，惠安已形成具有濃郁地方特色的石雕石材、食品飲料、鞋服包袋、五金機械、建筑裝飾等五大主導產業，以及船舶修造、石化化工、裝備制造、光電信息和旅游業等新興產業。

(2)數據來源、評價標準及評價方法

本文數據來源于惠安縣3個環境空氣質量自動監測省級評價點位（縣圖書館、縣體育館、科山中學）2016年-2020年的監測數據，監測指標包括SO2、NO2、O3、PM10、CO、PM2.5等六項污染物。評價標準依照《環境空氣質量標準》（GB3095-2012及其修改單）中二級標準。

中華人民共和國生態環境部（原環保部）提出采用環境空氣質量綜合指數對全國重點城市空氣質量進行評價，該指數是用來描述城市環境空氣質量綜合狀況的無量綱指數。其數學表達式如式（1）-式（3）所示。

式中，Ii為污染物i的單項指數；Ci為污染物i的年均值；Si為污染物i的年均值二級標準；Isum為環境空氣質量綜合指數；Fi為污染物的負荷率。環境空氣質量綜合指數越小表明其綜合污染程度越輕；反之，則綜合污染程度較重。

3.結果與討論

(1)環境空氣優良天數

本文對2016年-2020年惠安縣環境空氣優良天數進行統計分析，結果如表1所示。

表1 2016年-2020年惠安縣環境空氣優良天數統計表（%）

如表1所示，總體來看，惠安縣2018年優良天數比例最低（95.1%），2020年優良天數比例最高（99.2%），除4月、9月外，均為100%的優良率，空氣質量最好，1月-3月與特殊時期導致的工廠停產有關，對比2016年-2019年的同時期，空氣質量大幅度提升。

(2)環境空氣質量時間變化特征

①環境空氣質量年度變化趨勢

本文采用利用環境空氣質量綜合指數法，對2016年-2020年惠安縣大氣環境質量監測站點的大氣環境質量的進行綜合評價，結果如表2所示。

如表2所示，惠安縣氣環境質量變化具有如下特征：A.環境空氣質量綜合指數（Isum）呈逐年下降的趨勢，2017年-2020年的降幅分別為1.13%，3.14%，13.86%，12.33%；B.各評價因子中，O3的污染負荷率在所有因子中最高，平均值為26.84%，并且五年間逐年升高，增幅分別為9.72%，7.63%，5.06%，7.01%，PM10和PM2.5污染負荷率平均值分別為21.26%和23.95%，表明惠安縣的大氣污染以O3、PM10和PM2.5為主。2014年福建省頒布《福建省大氣污染防治行動計劃實施細則》，2018年頒布《福建省大氣污染防治條例》，加強對大氣顆粒物的控制，取得了一定的成效，但是O3污染應該引起充分的重視。

表2 惠安縣大氣污染物環境空氣質量綜合指數及污染物負荷率（Isum和標準差無量綱，其余單位：%）

②環境空氣質量月變化趨勢

惠安縣空氣質量綜合指數月變化趨勢如圖1所示。空氣質量綜合指數最小的月份幾乎為6月-10月，而2月到次年的4月的空氣質量綜合指數全年最大。6月-10月為泉州的雨季和臺風季，在雨水和大風的沖刷和稀釋作用下，空氣質量明顯趨好，11月至次年4月由于雨水偏少，天氣相對干燥，空氣質量較差。

圖1 惠安縣環境空氣質量綜合指數月變化曲線

(3)環境空氣質量指標與氣象條件的相關分析

為了更清楚地掌握空氣質量與氣象因子間的關系，本文采用SPSS19.0將五年的空氣質量污染因子與氣象因子進行了皮爾森相關分析，結果如表3所示。

表3 環境空氣質量指標與氣象條件的相關分析表

如表3所示，PM10、PM2.5和O3顯著正相關（p＜0.01），與溫度和濕度顯著負相關（p＜0.01），與大氣壓顯著正相關（p＜0.01），表明溫度和濕度越高、大氣壓越小，顆粒物和臭氧的濃度越低，有利于細顆粒物的擴散，因此在6月-10月間，高溫雨季惠安縣污染較輕。由臭氧的形成機理表明，臭氧的污染可能受到VOCs和NO2的影響，由表3可知，惠安縣臭氧和NO2未表現出相關關系，因此，臭氧污染可能是VOCs控制形成。

4.結論

基于三個省控點的數據，對惠安縣2016年-2020年的大氣環境質量變化特征進行分析，可得出以下結論：

從優良天數來看，惠安縣2020年空氣質量最好，對比2016年-2019年的同時期，空氣質量大幅度提升。

惠安縣環境空氣質量綜合指數（Isum）呈逐年下降的趨勢，O3的污染負荷率在所有因子中最高，并且五年間逐年升高，表明惠安縣的大氣污染以O3、PM10和PM2.5為主。

惠安縣空氣質量綜合指數月變化趨勢表明，6月-10月空氣質量較好，11月-次年4月空氣質量較差。

大氣污染因子與氣象條件的相關分析表明，溫度和濕度越高、大氣壓越小，顆粒物和臭氧的濃度越低，有利于細顆粒物的擴散，因此在6月-10月間，高溫雨季惠安縣污染較輕，臭氧污染可能是VOCs控制形成。

鑒于數據時長和空間站點數量的有限性，對惠安縣大氣環境質量的變化特征仍需進一步探究和完善，為改善或治理惠安縣大氣環境質量提供一些科學依據或支撐。