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2012—2016年安庆市空气质量状况分析及控制对策

更新时间:2016-07-05

随着我国经济快速发展以及城市化水平的提高,特别是城市规模不断扩张和机动车辆不断增加,城市污染问题越来越严重[1]。大气主要污染物有 SO2、NOx、O3、PM10和 PM2.5等。SO2是一种常见的且主要的大气污染物,是一种无色有刺激性的气体,主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧;含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼,化工、炼油和硫酸厂等的生产过程[2-3]。NOx种类很多,但主要为NO2。人为活动排放的氮氧化物大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。NOx是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子[4]。PM10又称为可吸入颗粒物或飘尘,在环境空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度影响都很大。被人吸入后,会累积在呼吸系统中,引发许多疾病,对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统,诱发哮喘病。颗粒物还会沉积在绿色植物叶面、干扰植物吸收阳光、二氧化碳和放出氧气与水分的过程,从而影响植物的健康和生长[5]。这些污染物种类及危害不仅受到城市居民的普遍关注,也是衡量城市可持续发展能力和宜居程度的重要指标[6-7]。为了解安庆市空气环境质量状况,本文以近5年安庆市环境保护局公布的以环科所、马山宾馆、联富花园、安庆师范大学4个大气观测点监测数据为依据,分析全市环境空气质量状况及变化趋势,以期找出导致环境空气质量污染的主要因素,为相关部门进行环境空气质量综合治理提供参考。

1 研究区域概况及分析方法

安庆市位于安徽省西南部,长江下游北岸,皖河入江处,全市总面积13 590平方公里,常住人口524万人[8]。安庆地区地貌大致分为中山、低山、丘陵、台地(岗地)、平原几个部分。安庆地区属北亚热带湿润季风气候区,具有季风明显、四季分明、气候温和、雨量充沛、光照充足、无霜期长等气候特点。全境年平均气温指数在14.5~16.6之间,平均气温年内变化是1月最低[8]

安庆市设置环境空气自动站4个,分别为环科所、马山宾馆、富联花园和安庆师范大学。对市区的空气进行24小时监测,并与安庆市环保局联网,实时向社会发布监测信息[9]。依据《环境空气质量标准》(GB3095—2012)二级标准[10],用4个空气监测站的空气质量平均值代表安庆市的空气质量状况,对安庆市2012年到2016年空气质量状况进行分析。

文中所采用的空气质量资料取自安庆市环保局空气质量日报监测数据[10],包括 PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3等共 6 项指标。搜集安庆市2012年到2016年全年每个空气污染指标的1 825个样本作为数据源。

利用Office等软件处理分析获得的数据,做出全年空气质量指数(AQI)的变化折线图、各季度空气质量等级天数统计表、安庆市污染物浓度空间分布特征图以及各种污染物质量浓度月均值变化柱状图研究安庆地区空气质量的总体状况和变化规律。

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2 结果与分析

2.1 污染物浓度水平

根据以上监测点和监测方法的选择对每日数据进行处理和统计分析,获得2012—2016年城区的 SO2、NO2、O3、PM10、CO 和 PM2.5的变化值。对5年安庆市环境空气质量检测资料进行统计,如表1所示。结果显示5年来全市SO2年均范围为0.018~0.035 mg/m3,污染较轻且年平均值都达到国家一级标准,但是有污染加重的趋势。NO2的年均值范围为0.025~0.039 mg/m3,年均值也达到国家一级标准,变化不明显。PM10较前两者稍微严重,但其年均值也达到国家二级水平,趋势变化不明显。

式中:d=(1-B)d;Φ(B)=1-θ1B-…-θqBq,为平稳可逆ARMA(p,q)模型的自回归系数多项式;Θ(B)=1-θ1B-…-θqBq,为平稳可逆ARMA(p,q)模型的移动平滑系数多项式。ARIMA(p,d,q)的主要思想步骤为:首先,将非平稳的原始根据数据d阶差分进行平稳化预处理,从而得到新的平稳的时间序列;同时计算该序列的自相关函数ACF,偏相关函数PACF,根据模型识别准则初步为模型定阶。其次,利用最小二乘估计法以及样本矩估计法等对ARMA(p,q)自回归系数以及移动平滑系数进行估计,并根据AIC准则进行最终的模型定阶。

近5年SO2的年日均浓度范围为0.002 0~0.067 0 mg/m3,年均值在2012年达到最高0.143 0 mg/m3;从NO2的近5年变化情况可以看出,NO2的浓度变化范围在0.002 0~0.100 mg/m3,但年均值变化不明显;PM10的浓度变化范围波动不大,年均值在国家环境空气质量二级标准(0.10 mg/m3)以下波动;CO的全年日均值浓度均高于其余污染物,变化范围在0.1~5.4 mg/m3,年均值在1.0 mg/m3附近;O3的全年日均值浓度于2016年变化范围明显;PM2.5浓度变化范围在0.010~0.315 0 mg/m3。从超标率来看,SO2、NO2、CO、PM2.5和PM10都在10%左右;空气优良率均在70%以上。

安庆市共设4个空气质量监测站点,代表着安庆市内不同区域的空气质量特征。具体的污染物浓度均值以及空间分布如图2所示。

表1 2012—2016年安庆市环境空气重量监测数据(单位:mg/m3

污年度染物及指标SO2 NO2 PM10 O3 CO PM2.5年日均浓度范围年平均值空气优良率年日均浓度范围年平均值超标率年日均浓度范围年平均值超标率年日均浓度范围超标率年日均浓度范围年平均值超标率年日均浓度范围年平均值超标率空气优良率2012 0.002 0~0.143 0 0.035 10%0.002 0~0.098 0 0.026 10%0.009 0~0.313 0 0.064 10%0.010~0.102 4%0.2~2.2 1.2 9%0.012 0~0.267 0 0.052 10%98%2013 0.001 0~0.025 0 0.018 11%0.017 6~0.027 0 0.025 9%0.071~0.079 0.073 10%0.010 0~0.190 0 5%0.2~5.3 1.1 10%0.010 0~0.291 0 0.052 9%89.1%2014 0.004 0~0.010 1 0.019 10%0.010 0~0.109 0 0.030 10%0.019 0~0.496 0 0.090 11%0.010 0~0.070 1 0%0.1~4.2 1.2 8%0.010 0~0.302 1 0.053 10%91%2015 0.007 0~0.064 0 0.019 12%0.006~0.094 0 0.026 10%0.019 0~0.315 0 0.070 9%0.010 0~0.223 0 1%0.1~5.4 1.1 9%0.019 0~0.315 0 0.053 10%84.4%2016 0.008 0~0.067 0 0.019 11%0.014~0.100 0.039 10%0.016~0.326 0.071 10%0.200 0~1.700 0 1%0.2~1.7 1.3 8%0.009 0~0.269 0 0.054 9%72.2%

2.2 安庆市的空气污染指数

空气污染指数(API)的数值范围在0~500,它可以综合反映空气污染状态。空气质量具体可以划分为5个等级,其中污染指数小于50的空气质量可算为优,在50~100的空气质量为良,在100~200的空气质量则为轻度污染,200以上为重度污染[10],根据这个标准来判断空气质量的优劣。安庆市近5年的污染指数季均值变化如图1所示。

总体来看,春夏两季的空气污染指数均不超过80,并且总体是呈下降趋势,2016年均达到最佳,春季为77,夏季为75,秋冬两季的污染指数较前两季有所上升,2012年冬季最高达到88,气象因素也占一部分原因。

2.3 安庆市近5年大气污染物浓度的空间分布特征

发电站为了满足发电的需要,必须保持一定的水位。因此,该类型旅游区全年水位变化幅度相对防洪型要小,可以基本保证一年四季相关水上活动的开展。同时,发电站本身就是一个集科普、参观、修学、观光于一体的旅游点。发电型水利工程本身也是一个重要的景点,可以采取 “中心环绕式”的开发模式,即以电站为核心,在周边修建相关的设置,层层布局;也可以“条带状”分布,将服务区、娱乐区、风光区、科普区一体化纵向开发,但是应最大限度保证景区内的生态环境。

采用大气污染综合指数法进行评价,以《环境空气质量标准》(GB3095—2012)中的二级标准作为评价标准[2]。评价公式为式中P表示大气污染物综合指数,Pi表示污染物i的分指数,Ci表示污染物i的年平均浓度,Si表示污染物i的《环境空气质量标准》(GB3095—2012)二级标准浓度[10]

图1 安庆市近5年空气污染指数季均值变化

图2 安庆市近5年污染物浓度值及空间分布

根据图2可以得出,1)环科所采样点SO2,NO2及PM10等3种污染物浓度较其他采样点均达最高,这与采样点所处地理位置密切相关。环科所地处安庆市中心偏东南位置,安庆市火力发电厂位于该地区,因此这3种污染物的浓度与燃煤发电密切相关。2)马山宾馆采样点PM10、SO2和O3等浓度值均处于较高位置,该采样点地处安庆市西南位置距离市中心较近,车流量较大,尾气排放量高且居民住户较多,是该采样点可吸入颗粒物及O3浓度较高的主要原因。此外,该采样点位于安庆石化附近,石化炼厂及石化发电厂的工业燃烧是造成SO2浓度偏高的原因。3)联富花园采样点位于安庆市西北,距离空气污染源及居民生活聚集点稍远,各污染物浓度略低。4)据了解,安庆大学采样点数据来自于安庆师范大学龙山校区,该地区位于二零六国道(G206)及合安高速公路(G4212)交叉处,车流量及人流量较大,同时该地区有众多小型化工厂及水泥厂,这些机动车排放和工厂排放是导致O3浓度较高的主要原因。

2.4 安庆市近5年大气污染物浓度的污染物的时间分布特征

对2012到2016年的空气质量数据按月进行统计,结果显示各污染物浓度具有明显的季节特征和月特征,污染浓度在秋冬季节较高,较高值一般出现在1~3月和10~12月。这与安庆地区秋冬季节盛行偏北风,夏季盛行南到南西风显著相关,如图3~5所示。

图3 2012—2016年各季节季SO2污染浓度的变化

图4 2012—2016年各季度NO2污染浓度变化

图5 2012—2016年各季度PM10污染浓度变化

[5]弗里德兰德.烟尘和霾—气溶胶性能基本原理[M].常乐丰,译.北京:科学出版社,1983,8(11):56-77.

3 影响因素及控制对策

3.1 安庆市大气污染主要影响因素分析

气象因素:由于安庆市位于典型的北亚热带湿润季风气候区,具有季风明显的特征[8-9]。冬季,近地层容易形成大气逆温,这样导致污染物不容易向高空扩散,环境自净能力大幅下降[11-12]。秋冬季的优良率相对于春夏的优良率要低一点,春季的冷空气活动频繁并且暖湿空气也非常的活跃,而且会出现大风降雨或连阴雨的天气,特别是进入夏季之后,由于环流和副热带高压等天气的影响,长江中下游地区大到暴雨的天气明显增多,空气局部对流也比较旺盛,综合以上可以得出空气质量明显好于秋冬季。

受到周边城市污染排放影响:随着经济快速发展,城市化及发达的高速公路将长江中下游城市和乡村连接成一体,城市与城市之间的距离减小导致区域污染源高速发展,各种污染物通过大气流通在不同城市间进行输送,导致城市之间高浓度污染物时空上的交叠,形成一种区域性污染物。

点源和流源占主导地位:根据环境监测的统计可以看出安庆市2012—2016年的市工业污染源的SO2、NOx和可吸入的烟尘排放量都达到1 000 t以上,以石油化工等企业为主的工业污染源排放的污染物,是造成安庆市空气污染严重的主要污染源。机动车的尾气排放是我市CO的主要来源,从2012—2016年安庆市的汽车数量呈增长趋势并且随着机动车数量的增加,流动源排放出的氮氧化物等污染物的含量大幅增加,同时又会带来可吸入颗粒和它以下的细颗粒物,这个因素已经成为城区空气污染的主要因素。

编者按:落实最严格水资源管理制度,是水利工作的重中之重。水利部印发《关于开展加快实施最严格水资源管理制度试点工作通知》,举全部和全系统之力,积极推进最严格水资源管理制度试点工作,旨在先行先试、以点带面。各试点省、市、流域因地制宜,突出特色,按照“四个率先”的总体要求,积极践行最严格水资源管理制度,切实推行各项试点任务,在建设中进行探索与实践,成效与亮点逐步显现,有力促进了水资源节约保护与管理工作。本期特别策划“加快实施最严格水资源管理制度试点专题”,总结分析各试点地区好的做法和经验,探讨试点工作中的关键环节和核心问题,为全国进一步推进最严格水资源管理制度工作的落实提供有益借鉴。

3.2 安庆市空气污染控制对策分析

合理控制污染源的分布。由于安庆市的主导风向为北向、南向和西北方向,污染源对下风向地区的环境影响会很大,要严格控制污染物的排放,特别是对城市环境影响较大、居民投诉较多的企业,建议予以警告或搬离城区。加强对化工企业的管理,推进城市的环评工作,加大企业的治理力度,确保废气排放标准达标。

合理控制机动车行驶和建筑污染物的排放,这是长期以来城市环境管理的难点,解决这一问题的关键在于管理层面。必须要加强轨道交通建设,发展燃气动力以及低污染和零污染的电动车等,以减少汽车尾气的排放,推广使用清洁能源。加大执法力度,做好环保宣传教育。

参考文献:

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数据显示,今年1-10月,酱香酒公司实现销售收入76亿元,同比增长47%,全年80亿元目标触手可及,利润同比增长483%,保持了一贯的高复合增长。取得如此骄人的成绩,除了当前酱香酒市场发展的利好外,茅台酱香酒公司方面令行禁止,政策得以全面贯彻;产品优化升级,实现质量型增长成为业绩关键。

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由图3可知,近5年来SO2的污染浓度呈现起伏型发展趋势,表明SO2的排放量在春季与冬季较高,空气中SO2浓度随之增加,但可以看出,近5年来空气中SO2的污染浓度变化不大,相比较而言,2012年污染较为严重,但都没超过0.06 mg/m3;对图4进行分析,NO2的污染浓度夏季达到最低,秋冬污染浓度呈上升趋势,2012年达到最高,并且2015年的污染浓度平均值最低,多数居于0.2~0.25 mg/m3;对图5进行分析,可以看出PM10的污染浓度在春季最为集中,2013年甚至高达1.0 mg/m3,2014年的平均污染物浓度最低,然而气象因素也占一部分原因,由于安庆市位于典型的北亚热带湿润季风气候区,具有季风明显的特征,所以夏季空气中的可吸入颗粒浓度不高。

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影响力:普洱市明确提出加快建设特色生物、清洁能源、现代林产业、休闲度假养生“四大基地”,目前取得了哪些成效?

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“它立春/它立秋/它荒芜/它重修”与前文“她立春/她立秋/她人比黄花瘦”形成了强烈的对比。世界是在变化的,一如人们。这是无奈而不可避免的。在短暂与永恒的对比对青春年华有限的妻子注定是残酷的,这使得歌词更为悲婉动人。

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市售3种富马酸替诺福韦二吡呋酯片的主要质量比较……………………… 田慈惠,刘航岐,杨 柳,等(3·175)

李长霞,程秀莲,王俊,李法松
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