王春艷，肖艷平，陳 玲

（重慶市江津區(qū)環(huán)境監(jiān)測分中心，重慶402260）

1 引言

大氣污染已經(jīng)成為當(dāng)前人類關(guān)注的焦點，尤其近三年來，隨著國內(nèi)大范圍內(nèi)出現(xiàn)了多次不同程度的霧霾天氣，給人類生產(chǎn)和生活造成了嚴重影響。大量流行病學(xué)研究表明，大氣污染會引起呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病等的發(fā)病率和死亡率的升高，尤其是顆粒物被吸入肺部，并且有一些殘留在血液中，造成感冒、哮喘、上呼吸道感染、肺炎、氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病，可吸入顆粒物濃度越高導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生率較高[1，2]。大氣污染主要是由于石油、煤炭等化石燃料燃燒以及工業(yè)企業(yè)和人類生活排放的廢氣所導(dǎo)致[3]。

對城市環(huán)境空氣質(zhì)量方面的研究成為近年來的研究熱點，出現(xiàn)了許多關(guān)于城市空氣質(zhì)量相關(guān)研究報道，主要集中于長三角、京津翼地區(qū)，以上海、北京、天津、太原、銀川等大中型發(fā)達城市為主，主要運用在線實時監(jiān)測儀器，對空氣質(zhì)量進行評價分析[4～6]。對重慶直轄市而言，研究文獻報道主要集中于主城區(qū)域，在生態(tài)保護發(fā)展區(qū)域有關(guān)于黔江城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量方面的研究[7]，但無文獻報道重慶市城市發(fā)展新區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量相關(guān)研究。江津區(qū)是重慶市西南部典型以丘陵地帶為主的長江中上游區(qū)域，也是重慶市區(qū)域性中心城市之一。因此，江津區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣對城市宜居及生態(tài)戰(zhàn)略的發(fā)展具有重要意義。

本研究采用江津城區(qū)環(huán)境空氣自動站為期1年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀進行詳細分析，采用綜合污染指數(shù)法和Daniel趨勢檢驗方法對城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量進行評價分析，準(zhǔn)確掌握江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及年度變化規(guī)律，為進一步改善江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量提供基礎(chǔ)支撐。

2 研究方法

2.1 研究概況

環(huán)境空氣污染物評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 環(huán)境空氣污染物評價標(biāo)準(zhǔn)

江津城區(qū)共設(shè)置2個大氣環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測站點，分別 位 于 瑯 山 （E106°16′18″，N29°16′18″）和 西 關(guān) 街（E106°16′19″，N29°16′18″）站點，嚴格執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T193－2005）相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）以及相關(guān)氣象相關(guān)參數(shù)同步實施連續(xù)24h自動監(jiān)測。

2.2 評價方法

城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－2012）二級標(biāo)準(zhǔn)對自動監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評價，詳見表1。

選取PM10、SO2和NO2典型城區(qū)污染物，采用綜合污染指數(shù)法對城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量進行評價，其分級標(biāo)準(zhǔn)見表2，綜合污染指數(shù)計算公式為[8]：

表2 環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

式中：P為環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)；Pi為i項環(huán)境空氣污染物的分指數(shù)；Ci為i項環(huán)境空氣污染物濃度的年均值；Si為i項空氣污染物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限制；n為計入環(huán)境空氣綜合污染指數(shù)的污染物項數(shù)。

2.3 年度環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢分析方法

采用具有顯著性統(tǒng)計特征的Daniel趨勢檢驗方法分析江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢[9]。計算公式為：

式中：n為時間周期數(shù)；xi為周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；yi為按時間排列的序號；rs為秩相關(guān)系數(shù)。將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對值與Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中（顯著性水平a＝0.05或a＝0.01）的臨界值Wp進行比較，如果｜rs｜≥Wp，表明變化趨勢有顯著意義，如果rs是正值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈上升趨勢或加重趨勢；如果rs是負值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；如果｜rs｜≤Wp，則表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 監(jiān)測結(jié)果

2014年度，江津城區(qū)環(huán)境空氣中PM10、SO2和NO2年均濃度值分別為83.3、37.1和42.4μg/m3，其中SO2濃度值滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－2012）二級標(biāo)準(zhǔn)，PM10和NO2年均濃度分別超標(biāo)0.19和0.06倍；城區(qū)空氣質(zhì)量全年出現(xiàn)77d優(yōu)級，267d良好，21d輕微污染。月平均變化規(guī)律見圖1，由圖可以看出，SO2和NO2月平均濃度變化規(guī)律相似，1～8月份呈現(xiàn)逐漸降低，9～12月份逐漸上升，二氧化氮濃度在春冬季相對較高，主要可能原因在春冬季該區(qū)域汽車排放尾氣增加。研究表明，霧對大氣污染也有影響，霧會使地面污染物濃度增加，造成嚴重污染[10]。PM10在夏秋季度濃度相對較低，在春冬季節(jié)濃度相對較高，主要原因是在春冬季節(jié)的降水量相對夏秋季節(jié)少，江津城區(qū)地理位置處于長江流域區(qū)域，在夏秋季節(jié)風(fēng)速相對較大，有利于大氣污染物擴散，導(dǎo)致了夏秋季節(jié)PM10的濃度變化平緩。

圖1 江津城區(qū)主要大氣污染月平均濃度變化規(guī)律

3.2 評價結(jié)果

運用綜合污染指數(shù)法對江津城區(qū)主要大氣污染評價結(jié)果見圖2，由圖可以看出，2014年，瑯山和西關(guān)街自動監(jiān)測站點綜合污染指數(shù)月變化規(guī)律一致，但西關(guān)街站點的綜合污染指數(shù)均高于瑯山站點，綜合污染分別在1.06～2.70，2.10～4.49?，樕皆?～9月處于清潔水平，其余月份均為輕度污染水平，西關(guān)街站點1月為中度污染，其余月份為輕度污染水平，而區(qū)域平均綜合污染指數(shù)為1.59～3.60，均處于輕度污染水平。由此可以看出，西關(guān)街站點區(qū)域較瑯山站點區(qū)域大氣污染嚴重，可能是由于西關(guān)街站點區(qū)域為入城主要通道，老城區(qū)道路狹窄，交通容易擁堵，大量汽車尾氣排放所引起。

圖2 江津城區(qū)主要大氣污染綜合污染指數(shù)評價結(jié)果

3.3 年度變化趨勢分析

2008～2014年，江津區(qū)城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量主要污染物變化見圖3。由圖可以看出，SO2和NO2的年平均濃度變化趨勢一致，而PM10年均濃度變化趨勢趨于平緩。在2012～2014年，NO2和PM10年平均濃度變化幅度較小，SO2年平均濃度則呈明顯下降趨勢。運用Daniel趨勢檢驗方法分析江津城區(qū)主要污染物濃度變化趨勢，檢驗結(jié)果表明，SO2、NO2和PM10的｜rs｜分別為0.143、0.786和0.256，由于n＝7時，Wp0.05＝0.714，由此可以看出，NO2的｜rs｜＞W(wǎng)p0.05，表明江津城區(qū)環(huán)境空氣中NO2的年平均濃度年度變化趨勢具有顯著意義，由于rs為正值，在2008～2014年度，NO2的年平均濃度呈上升趨勢。SO2和PM10的年平均濃度呈折線變化趨勢，Daniel趨勢檢驗方法檢驗表明二者年均濃度隨年際變化無顯著意義。

圖3 江津城區(qū)環(huán)境空氣主要污染物年際變化

3.4 主要污染物相關(guān)性分析

由2014年度江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果可以看出，主要污染物為PM10和NO2，因此分析其相關(guān)性對城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的確定具有顯著意義。分析PM10和NO2、PM10和SO2、SO2和NO2之間相關(guān)性，前2項均不具有相關(guān)性，相關(guān)性分析結(jié)果表明，SO2和NO2之間呈明顯正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.8047，由此表明，江津城區(qū)環(huán)境空氣中SO2和NO2的濃度有高度的相關(guān)性。近年來隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，江津城區(qū)附近的小型工業(yè)企業(yè)逐漸增加，企業(yè)排放工業(yè)廢氣大量增加，以及城區(qū)汽車保有數(shù)量逐漸增加導(dǎo)致大量的汽車尾氣排放，再加上江津區(qū)地處于長江中上游區(qū)域，氣候條件不利于大氣污染物擴散，導(dǎo)致了二者具有較高的相關(guān)性。

4 結(jié)論

（1）2014年度，江津城區(qū)環(huán)境空氣中PM10、SO2和NO2年均濃度值分別為83.3、37.1和42.4μg/m3，城區(qū)空氣質(zhì)量全年出現(xiàn)344d優(yōu)良，21d輕微污染。

（2）采用綜合污染指數(shù)評價結(jié)果表明，江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量區(qū)域平均綜合污染指數(shù)為1.59～3.60，均處于輕度污染水平。瑯山和西關(guān)街站點月平均變化規(guī)律一致，瑯山站點區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)于西關(guān)街站點區(qū)域。

（3）2008～2014年，SO2和NO2的年平均濃度變化趨勢一致，而PM10年均濃度變化趨勢趨于平緩。Daniel趨勢檢驗方法分析結(jié)果表明，NO2的年平均濃度年度變化趨勢具有顯著意義年平均濃度呈上升趨勢，SO2和PM10的年均濃度隨年際變化則無顯著意義。

（4）江津城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量主要污染相關(guān)性分析結(jié)果表明，SO2和NO2之間呈明顯正相關(guān)。

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