“十三五”期間襄陽市環(huán)境空氣質(zhì)量時空變化特征分析

王 洋

(湖北省生態(tài)環(huán)境廳襄陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖北 襄陽 441021)

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗不斷攀升，大氣中積累的污染物逐漸超出了環(huán)境容量，導致污染事件頻發(fā)[1～3]。NO2、SO2形成酸沉降，損害人體呼吸系統(tǒng)，影響人體健康，還可以促進或參與大氣顆粒物的形成[4]，可吸入顆粒物PM10是城市大氣污染物的重要來源[5]，細顆粒物PM2.5在大氣中停留時間比其前體物更久，可以發(fā)生遠距離傳輸和沉降，進而對區(qū)域生態(tài)環(huán)境和全球氣候變化產(chǎn)生重要影響[6]，近地面O3主要是由NOx和VOCs 等前體物在光化學反應作用下形成，高濃度的近地面O3嚴重危害了人體健康和生態(tài)環(huán)境，同時也是控制對流層大氣循環(huán)與大氣化學過程的重要因素[7,8]，CO 污染在城市空氣污染所占比重較輕。

本研究以“十三五”期間(2016～2020年)襄陽市SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5、CO 6項空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，開展對襄陽市區(qū)大氣污染物污染狀況和變化趨勢分析，以期為襄陽市大氣污染防控與治理提供參考。

2 研究方法

該研究依據(jù)與環(huán)境空氣質(zhì)量要素相關(guān)的質(zhì)量標準、技術(shù)規(guī)范及評價規(guī)范等進行分析[9～11]。其中空氣質(zhì)量達標評價SO2、NO2、PM2.5、PM10使用日均值，O3使用日最大8 h滑動平均值第90百分位數(shù)，CO使用日均值第95百分位數(shù)，評價時剔除沙塵天氣對空氣質(zhì)量的影響，評價標準執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)二級濃度限值[9]，詳見表1。

3 結(jié)果與討論

3.1 時間分布特征

3.1.1 主要污染物年際變化

“十三五”期間襄陽市空氣主要污染物濃度值見表2，以主要空氣污染物年均濃度作為環(huán)境空氣質(zhì)量變化的主要指標，研究襄陽市空氣污染物年際變化趨勢，如圖1所示。

圖1 “十三五”期間襄陽市主要空氣污染物年際濃度變化趨勢

表2 “十三五”期間襄陽市空氣主要污染物濃度值

結(jié)果表明，“十三五”期間，CO、SO2、NO2年均濃度均達到二級標準，O3除2019年超過二級標準，其余年份均達標，PM10除2020年達標，其余年份均未達到二級標準，PM2.5在5年間均未達到二級標準?！笆濉逼陂g，襄陽市6項空氣污染物除O3外均在2020年達到一個最低值，分析原因:一方面,2020年是“十三五”污染防治攻堅戰(zhàn)收官之年，襄陽市委、市政府高度重視生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護工作，推動空氣質(zhì)量持續(xù)改善；另一方面，特殊時期工廠企業(yè)停工停產(chǎn)，大大減少了污染源排放，市民居家，減少人為活動污染，導致各項污染物濃度下降。

“十三五”期間，CO、SO2、PM10均呈下降趨勢，且2020年P(guān)M10降幅明顯，為19.0%；PM2.5、NO2除2020年有所下降，其余年份變化不明顯；O3除了在2019年出現(xiàn)一個明顯峰值，總體保持在140 μg/m3左右水平。O3在2019年出現(xiàn)一個明顯峰值，分析原因，據(jù)《2019年湖北省氣候公報》顯示，2019年湖北省出現(xiàn)近60年來最嚴重的伏秋高溫連旱，夏季出現(xiàn)大范圍持續(xù)高溫，大部縣市平均溫度為近70年來最高，降水少、溫度高、蒸發(fā)大。O3是光化學煙霧生成的二次污染物[12]，主要是NOX和VOCs在陽光的照射下通過光化學反應生成，受太陽輻射強度影響較大[13]。高溫低濕是兩個有利于光化學反應發(fā)生的基本氣象條件，氣溫偏高往往預示著太陽紫外輻射偏強，光化學反應劇烈，這些都是臭氧形成的有利條件，從而導致2019年致使臭氧濃度顯著升高，這與2019年以O(shè)3為首要污染物天數(shù)多達123 d，為5年中最高相吻合。

3.1.2 主要污染物月際變化

“十三五”期間襄陽市環(huán)境空氣主要污染物濃度月際變化趨勢如圖2所示，可以看出明顯的季節(jié)性特征，六項污染物中，O3表現(xiàn)出“n”型變化規(guī)律，夏季(6～8月份)濃度全年最高，冬季(12月份至次年2月份)濃度全年最低。其余5項污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO均呈“U”型變化規(guī)律，冬季濃度最高，夏季最低。

圖2 “十三五”期間襄陽市主要空氣污染物濃度月際變化趨勢

2020年夏季O3濃度不升反降，分析原因，據(jù)《2020年湖北省氣候影響評價》報告，2020年湖北省入梅早、出梅晚，強降水過程頻繁，汛期降水顯著偏多，排1961年以來同期第1位，位于鄂西北中北部的襄陽，日照時數(shù)與常年同期相比偏少200～559 h，這些不利的氣象條件致使2020年夏季O3濃度較往年偏低。2020年1～3月PM10濃度較往年降低很多，這與社會生產(chǎn)、生活重大變化有關(guān)，因為2020年1～3月襄陽市實行封控管理，大量企業(yè)停工停產(chǎn)，車輛限行，導致工業(yè)污染源排放、汽車尾氣及揚塵都大幅降低，有利于PM2.5、PM10等各項指標的改善[14,15]，且PM10下降的更明顯，表明PM10濃度受人為影響程度更大。NO2的主要排放源是機動車尾氣，2020年1～3月NO2濃度較往年降低很多，同樣是因為疫情期間機動車限行，減少了尾氣排放。

3.2 空間分布特征

2020年是打好污染防治攻堅戰(zhàn)、決勝全面建成小康社會和“十三五”規(guī)劃的收官之年，具有十分重要的研究意義，因此選取2020年作為6項空氣污染物空間分布的研究階段。

表3所示為2020年襄陽市6項空氣污染物濃度分布情況，襄陽市PM10和PM2.5質(zhì)量濃度呈現(xiàn)西低東高、中間區(qū)域較高的空間分布特征，O3、SO2表現(xiàn)出北高南低的特征，SO2西北最高；NO2西低東高，CO北低南高。

襄陽地形為東低西高，由西北向東南傾斜。西部為山區(qū)，包括?？等?、谷城大部和南漳中西部，且?？悼h、南漳縣森林覆蓋率較高，人口密度相對較低，自然環(huán)境好，人為干擾少，所以西部空氣質(zhì)量總體較好。襄陽市地理位置特殊，是湖北受北方污染傳輸?shù)那把仃嚨?，而位于中間區(qū)域的襄州區(qū)、宜城市正好處于傳輸通道，每年冬春季節(jié)，易受多次外源污染輸入影響，造成中間區(qū)域PM10累積濃度較高。

表3 2020年襄陽市6項空氣污染物濃度分布情況

4 結(jié)論

(1)“十三五”期間，襄陽市6項空氣污染物濃度除O3外均在2020年達到一個最低值。CO、SO2、NO2年均濃度均達到二級標準，O3除2019年超過二級標準，其余年份均達標，PM10除2020年達標，其余年份均未達到二級標準，PM2.5均未達到二級標準?！笆濉逼陂g，CO、SO2、PM10均呈下降趨勢，且2020年P(guān)M10降幅明顯達19.0%；PM2.5、NO2除2020年有所下降，其余年份變化不明顯；O3除了2019年出現(xiàn)一個明顯峰值，總體保持在140 μg/m3左右水平。

(2)襄陽市環(huán)境空氣主要污染物濃度表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性特征，六項污染物中，O3表現(xiàn)出“n”型變化規(guī)律，夏季濃度全年最高，冬季最低。其余五項污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO均呈“U”型變化規(guī)律，冬季濃度最高，夏季最低。

(3)2020年襄陽市6項空氣污染物濃度空間分布情況是：PM10和PM2.5呈現(xiàn)西低東高、中間區(qū)域較高的空間分布特征，O3、SO2北高南低，SO2西北最高；NO2西低東高，CO北低南高。