陽泉市“十三五”環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢及原因分析

文_常娟 山西省陽泉生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心

“十三五”期間，按照生態(tài)環(huán)境部及山西省生態(tài)環(huán)境廳的相關(guān)政策和要求，陽泉市加大了大氣污染防治的力度，2016年6月起啟動了大氣污染防治行動計(jì)劃，以防止顆粒物為重點(diǎn)，以“控煤、治污、管車、降塵”為抓手，開展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、清潔生產(chǎn)、城市揚(yáng)塵污染控制、燃煤污染綜合整治、機(jī)動車污染防治和工業(yè)大氣污染治理等整治行動，積極推進(jìn)多種污染物協(xié)同減排，促進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)一步改善。本文對2016～2020年期間陽泉市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并分析了其變化趨勢及原因，以期為管理部門進(jìn)一步開展大氣污染防治工作提供參考。

1 環(huán)境空氣監(jiān)測結(jié)果

1.1 監(jiān)測結(jié)果

“十三五”期間，陽泉市二氧化硫的年平均濃度為0.035mg/m3，一氧化碳的年平均濃度為2.1mg/m3，2016～2020年度的二氧化硫和一氧化碳年平均濃度均未超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)；二氧化氮的年平均濃度為0.042mg/m3，可吸入顆粒物的年平均濃度為0.097mg/m3，細(xì)顆粒物的年平均濃度為0.052mg/m3，臭氧的年平均濃度為0.173mg/m3，2016～2020年度的二氧化氮、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物和臭氧年平均濃度均超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量狀況

“十三五”期間，市區(qū)空氣質(zhì)量二級及以上的天數(shù)穩(wěn)中有升，2019～2020年空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)增幅明顯，增加35d。陽泉市區(qū)“十三五”期間空氣質(zhì)量情況統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 陽泉市區(qū)“十三五”期間空氣質(zhì)量級別統(tǒng)計(jì)

2 環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢

2.1 主要污染物濃度年際變化

2016～2020年，陽泉市市區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物濃度總體呈下降趨勢，二氧化硫、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物濃度逐年下降，一氧化碳濃度總體下降，二氧化氮濃度基本保持穩(wěn)定，臭氧濃度呈總體上升趨勢。市區(qū)環(huán)境空氣主要污染物濃度年際變化見圖1。

圖1 “十三五”期間陽泉市區(qū)空氣污染物濃度年際變化曲線

2.2 優(yōu)良天數(shù)比例變化

2016～2020年，陽泉市市區(qū)空氣優(yōu)良天數(shù)比例范圍在63.1%～69.9%之間，總體呈上升趨勢，表明市區(qū)空氣質(zhì)量持續(xù)好轉(zhuǎn)。“十三五”期間市區(qū)優(yōu)良天數(shù)統(tǒng)計(jì)情況見表2。

表2 陽泉市區(qū)“十三五”期間空氣質(zhì)量級別統(tǒng)計(jì)

2.3 綜合污染指數(shù)年際變化

“十三五”期間，陽泉市市區(qū)空氣綜合污染指數(shù)范圍為5.32～6.87，由空氣綜合污染指數(shù)年際變化圖（圖2）可以看出，市區(qū)空氣綜合污染指數(shù)呈下降趨勢，表明市區(qū)空氣質(zhì)量呈好轉(zhuǎn)態(tài)勢。

圖2 陽泉市區(qū)空氣綜合污染指數(shù)年際變化曲線

2.4 環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢分析

采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對“十三五”期間陽泉市市區(qū)主要空氣監(jiān)測指標(biāo)及綜合污染指數(shù)變化趨勢進(jìn)行檢驗(yàn)，判定其在統(tǒng)計(jì)上有無顯著性變化，詳見表3。

表3 “十三五”期間陽泉市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢檢驗(yàn)（γs）

由趨勢檢驗(yàn)結(jié)果可知，“十三五”期間，陽泉市市區(qū)二氧化硫濃度、可吸入顆粒物濃度、細(xì)顆粒物濃度下降趨勢顯著；二氧化氮濃度、一氧化碳濃度、臭氧濃度變化平穩(wěn)；綜合污染指數(shù)下降趨勢顯著。

3 環(huán)境污染特征

3.1 首要污染物

3.1.1 “十三五”期間首要污染物

通過對市區(qū)2016～2020年六項(xiàng)主要空氣污染物污染負(fù)荷系數(shù)的計(jì)算、整理（見圖3和表4所示），從中可以看出：六項(xiàng)污染物對市區(qū)環(huán)境空氣污染的貢獻(xiàn)程度由大到小排列為細(xì)顆粒物＞可吸入顆粒物＞臭氧＞二氧化氮＞二氧化硫＞一氧化碳。“十三五”期間，細(xì)顆粒物為首要污染物，其污染負(fù)荷占比為24.5%。

圖3 陽泉市區(qū)“十三五”期間大氣污染物負(fù)荷比例圖

表4 陽泉市“十三五”期間大氣污染物負(fù)荷系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.1.2 污染負(fù)荷年際變化

2016～2020年，陽泉市市區(qū)環(huán)境空氣主要污染物負(fù)荷占比變化情況如圖4所示，由圖4可以看出：

圖4 “十三五”期間陽泉市區(qū)空氣污染物負(fù)荷系數(shù)年際變化

①可吸入顆粒物為2016年首要污染物，之后其污染負(fù)荷占比逐年下降；細(xì)顆粒物自2017年起超過可吸入顆粒物，成為環(huán)境空氣中首要污染物，其污染負(fù)荷占比逐漸上升并趨于穩(wěn)定。

②臭氧污染負(fù)荷占比逐年上升，上升趨勢顯著，到2020年其污染負(fù)荷占比已接近于次要污染物可吸入顆粒物，臭氧污染已不容忽視。

③二氧化氮污染負(fù)荷占比呈上升趨勢；一氧化碳污染負(fù)荷占比保持穩(wěn)定；二氧化硫污染負(fù)荷逐年下降，且下降趨勢顯著，其對空氣污染的貢獻(xiàn)減弱明顯。

3.2 污染季節(jié)特征

2016～2020年陽泉市市區(qū)二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、一氧化碳、臭氧、細(xì)顆粒物的月變化情況見圖5。

圖5 “十三五”期間陽泉市環(huán)境空氣污染物濃度月變化曲線

陽泉市采暖期為每年11月到次年3月，非采暖期為每年4～10月，空氣污染物濃度月變化呈明顯的采暖季和非采暖季特征。根據(jù)“十三五”期間月均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由月變化曲線可以看出：

①除臭氧外，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒、細(xì)顆粒物、一氧化碳在采暖季濃度較高，采暖期開始后，污染物濃度逐漸升高，1月份達(dá)到峰值，之后逐漸下降，主要是由于采暖季燃煤量增大導(dǎo)致，另外汽車尾氣和季節(jié)風(fēng)沙也是導(dǎo)致大量顆粒物產(chǎn)生的原因。

②臭氧濃度自非采暖期開始呈逐月上升趨勢，到6～7月達(dá)到峰值，8月份開始下降，主要是由于夏季日照強(qiáng)烈，環(huán)境空氣中氮氧化物及揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致臭氧濃度迅速升高。

4 空氣質(zhì)量變化原因簡析

4.1 全面開展大氣污染防治工作提升脫硫降塵成效

“十三五”期間，陽泉市全面落實(shí)《陽泉市落實(shí)大氣污染防治行動計(jì)劃實(shí)施方案》，從注重重點(diǎn)行業(yè)減排向全面防控轉(zhuǎn)變，從單因子治理向多污染因子綜合控制轉(zhuǎn)變，多手段聯(lián)合推進(jìn)，穩(wěn)步提升脫硫、除塵成效。

4.2 細(xì)顆粒物成為環(huán)境空氣污染首要污染物

“十三五”期間，細(xì)顆粒物比例逐年上升，自2017年連續(xù)4年均為陽泉市環(huán)境空氣首要污染物。細(xì)顆粒物與可吸入顆粒物比值自2016年48.7%上升到2020年59.0%。大氣中細(xì)顆粒物濃度升高是灰霾天氣發(fā)生和復(fù)合型污染的主要原因之一。

因此，陽泉市在秋冬季應(yīng)加強(qiáng)對燃煤和揚(yáng)塵源的控制，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)對機(jī)動車的控制，以減少污染期間機(jī)動車的貢獻(xiàn)。

4.3 機(jī)動車保有量迅速增長導(dǎo)致臭氧、二氧化氮污染日趨嚴(yán)重

陽泉市是全省唯一國道穿市而過的城市，307、207國道過境段已成為市區(qū)主要街道，太舊、太陽、陽五多條高速過境，存在很嚴(yán)重的通道污染。“十三五”期間，陽泉市機(jī)動車保有量持續(xù)增加，全市民用汽車保有量達(dá)到27萬輛（包括三輪汽車和低速貨車），增長 6.2%，其中私人汽車24.1萬輛，增長6.7%。轎車保有量16.6萬輛，增長5.8%，其中私人轎車15.8萬輛，增長6.4%。由于市區(qū)道路狹窄擴(kuò)散條件差，導(dǎo)致氮氧化物、臭氧指標(biāo)呈逐年上升趨勢。

4.4 地形及氣象因素導(dǎo)致污染物難以擴(kuò)散

陽泉市位于山西省中東部，是典型的“兩山夾一谷”的山區(qū)河谷型城市，屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。由于陽泉市“城在礦中，礦在城中”的特殊格局，以及自然形成的 “兩山夾一溝”的地理環(huán)境，區(qū)域逆溫層低且延緩時(shí)間長，加上城市熱島效應(yīng)、市區(qū)環(huán)流及山溝回旋風(fēng)等的綜合作用，靜風(fēng)頻率高達(dá)30%，不利于大氣污染物擴(kuò)散。特別是長期以來在市區(qū)周邊發(fā)展的眾多工業(yè)企業(yè)，對市區(qū)形成包圍，大氣環(huán)境所承納污染物已超出其環(huán)境容量。

5 結(jié)語

“十三五”期間，陽泉市市區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物濃度總體呈下降趨勢，二氧化硫、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、一氧化碳濃度逐年下降，二氧化氮濃度基本保持穩(wěn)定，臭氧濃度呈總體上升趨勢。