邱小香，倉(cāng)義強(qiáng)，嚴(yán) 紅

(1.渭南師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，陜西 渭南 714099；2.陜西省河流濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 渭南714099；3.甘肅長(zhǎng)慶第十二采油廠，甘肅 慶陽(yáng) 745000；4.陜西延安第一采油廠，陜西 延安 716000)

?

【現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)研究】

渭南市大氣環(huán)境污染分析及質(zhì)量評(píng)價(jià)

邱小香1,2，倉(cāng)義強(qiáng)3，嚴(yán) 紅4

(1.渭南師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，陜西 渭南 714099；2.陜西省河流濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 渭南714099；3.甘肅長(zhǎng)慶第十二采油廠，甘肅 慶陽(yáng) 745000；4.陜西延安第一采油廠，陜西 延安 716000)

為了了解渭南市大氣污染成分特征及渭南市大氣環(huán)境質(zhì)量，對(duì)2008—2013年6年來渭南市區(qū)大氣中SO2、NO2、PM10的濃度變化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：3種成分每年1—5月份平均濃度呈明顯下降趨勢(shì)5—9月份基本不變，10—12月份呈明顯上升趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明：除2008年外，2009—2013年每年大氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)在300天以上，均達(dá)到國(guó)家環(huán)境大氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。渭南市政府倡導(dǎo)的“低碳環(huán)?！闭呒安扇〉囊幌盗写胧?duì)控制渭南市大氣環(huán)境污染，提高其環(huán)境質(zhì)量取得了一定的效果，但渭南市區(qū)大氣環(huán)境污染的預(yù)防工作還需進(jìn)一步加強(qiáng)。

SO2；NO2；PM10；大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)

隨著改革開放的不斷深入，渭南市經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得顯著成效，但是大氣環(huán)境卻遭到了破壞。SO2是大氣中分布較廣、影響較大的主要污染物之一，常常以它作為衡量大氣污染程度的主要指標(biāo)。SO2主要來源于以煤或石油為燃料的工廠企業(yè)，如火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、有色金屬冶煉廠和石油化工廠等。NO2有毒性，對(duì)深呼吸道具有強(qiáng)烈的刺激作用，可引起人及各種動(dòng)物的肺損害甚至造成肺水腫，也可使植物葉片枯黃，甚至死亡[1]，NO2除自然來源外，其主要還來自于燃料的燃燒、城市汽車尾氣以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣。在閃電時(shí)由于空氣中電場(chǎng)極強(qiáng)，空氣分子被撕裂而導(dǎo)致雷電電流通過時(shí)產(chǎn)生大量的熱，使已經(jīng)呈游離狀態(tài)的空氣成分N2、O2結(jié)合，產(chǎn)生NO2。另外，SO2和NO2還是酸雨及光化學(xué)煙霧的前體物，是造成大氣復(fù)合性污染的主要因素[2]。所以，測(cè)定NO2有助于了解大氣質(zhì)量，對(duì)于保護(hù)環(huán)境、保護(hù)人類及其他生物有著重要意義。大氣中懸浮顆粒物(PM10)是嚴(yán)重危害人體健康的主要污染物之一，其來源是多方面的，如人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)中使用的各種燃料，鋼鐵廠、有色金屬冶煉廠、水泥廠和石油化工廠等的工業(yè)生產(chǎn)過程也會(huì)造成顆粒物的污染。這些顆粒物常含有特殊的有害物質(zhì)，如鉛、氟和砷等。此外，公路揚(yáng)塵也是我國(guó)一些城市大氣顆粒物的重要來源之一。當(dāng)前顆粒物成為我國(guó)大氣污染最主要的污染物，且成為城市環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)，而且目前大氣環(huán)境質(zhì)量管理體制和政策不能有效地解決顆粒物的污染問題[3]。孫志強(qiáng)等[4]通過空氣污染聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，研究了奧運(yùn)時(shí)段北京與近周邊區(qū)域空氣質(zhì)量的相互影響；周瑞等[5]通過對(duì)唐山市、遷安市和曹妃甸 3 個(gè)地區(qū)的觀測(cè)，研究了唐山工業(yè)新區(qū)在冬季采暖期大氣污染變化狀況；周學(xué)華等[6]通過設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，結(jié)合氣象資料對(duì)濟(jì)南市 2005 年春季大氣顆粒物污染特征及與氣象條件的相關(guān)性進(jìn)行了研究；除此之外，亦有針對(duì)霾天氣展開的研究，如吳兌等[7]使用廣州地區(qū)氣象資料，研究了2010 年廣州亞運(yùn)會(huì)期間的灰霾天氣特征；戴永立等[8]使用氣象因子以及 SO2、NO2和 PM10等環(huán)境空氣質(zhì)量資料，統(tǒng)計(jì)分析了北京、上海、廣州和成都 4 個(gè)城市霾天氣頻率季節(jié)和年際變化特征及其主要影響因子；劉璇等[9]利用 MODIS、CALIPSO 衛(wèi)星觀測(cè)的氣溶膠產(chǎn)品和地面空氣質(zhì)量、氣象資料，結(jié)合后利用軌跡模式探討了 2013 年 12 月長(zhǎng)江三角洲地區(qū)一次持續(xù)性的嚴(yán)重霾污染過程的形成、特征及其可能來源；肖軍[10]、李曉梅[11]、黨穎利[12]報(bào)道了1990—2002年、2006—2010年及2009—2011年渭南市環(huán)境污染情況。文章以渭南市環(huán)保局提供的渭南市區(qū)4個(gè)具有代表性點(diǎn)位(高新一小、農(nóng)科所、日?qǐng)?bào)社、體育館)的SO2、NO2、PM10濃度變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了渭南市市區(qū)中SO2、NO2、PM10月平均濃度的變化趨勢(shì)及其產(chǎn)生原因，最后運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對(duì)渭南市大氣環(huán)境質(zhì)量作了評(píng)價(jià)，并對(duì)其6年來大氣環(huán)境質(zhì)量變好的原因進(jìn)行了分析。

1 研究區(qū)的概況與數(shù)據(jù)來源

渭南市地處陜西省關(guān)中平原中部，是一座文化、經(jīng)濟(jì)、商貿(mào)中心和交通樞紐城市，城市沿渭河呈東西帶狀發(fā)展，位居新亞歐大陸橋的重要地段，是陜西省和西部地區(qū)進(jìn)入中東部的“東大門”。目前，渭南城區(qū)面積約20多平方公里，人口約30萬。在高新一小、農(nóng)科所、日?qǐng)?bào)社、體育館建立大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的選取具有代表性，采用紫外分光光度法、化學(xué)發(fā)光法、β射線法分別對(duì)SO2、NO2、PM10進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，檢出限分別是：0.003 mg/m3、0.02 mg/m3、0.02 mg/m3，通過渭南市環(huán)保局提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出SO2、NO2、PM10的月均濃度，并把2008—2013年的月均濃度記錄下來，同時(shí)將2008—2013年渭南市區(qū)大氣中SO2、NO2、PM10的月均濃度的變化規(guī)律用折線圖表示出來。

2 分析與討論

2.1 渭南市城區(qū)大氣環(huán)境污染因子變化趨勢(shì)

SO2、NO2及PM10年均濃度變化趨勢(shì)(如圖1所示)。通過對(duì)渭南市2008—2013年SO2、NO2及PM10的年均濃度進(jìn)行分析，由圖1變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，從2008—2013年，3種污染因子的濃度在2010年均為最高，SO2和PM10的濃度呈下降趨勢(shì)，而NO2的濃度下降變化不明顯，甚至有上升的趨勢(shì)。其原因可能是“十一五”以來，市政府重視對(duì)燃煤用量的控制，并且大力支持開發(fā)新能源，因而SO2濃度下降較快。另外，由于渭南市私家車大幅度增多，汽車尾氣排放量也迅速增大，致使NO2和 PM10的濃度未顯著下降。

圖1 三種污染因子的年均濃度變化趨勢(shì)

2.2 渭南市大氣污染特點(diǎn)分析

2.2.1 SO2的月均濃度變化特點(diǎn)

通過對(duì)渭南市2008—2013年SO2的年平均濃度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，從2008—2013年的年均濃度呈下降趨勢(shì)，但每年中的月均濃度變化基本呈“U”形分布，1—5月SO2的月平均濃度逐漸下降，5—9月SO2的月平均濃度變化平穩(wěn)，9—12月SO2的月平均濃度逐漸上升，其變化趨勢(shì)結(jié)果如圖2所示。造成此變化趨勢(shì)的原因與渭南市區(qū)氣候變化及燃煤鍋爐的使用密切相關(guān)。每年的1—5月氣候由冷逐漸變暖，供暖越來越少，所以SO2的月均濃度逐漸下降；而9—12月氣候情況剛好相反；5—10月市內(nèi)天氣很好，不用供暖，所以SO2的月均濃度基本不變。

2.2.2 NO2濃度變化特點(diǎn)

通過對(duì)渭南市2008—2013年NO2的月平均濃度進(jìn)行分析，由圖3變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，2008—2013年，各年的NO2年均濃度呈下降趨勢(shì)，且每年1—8月NO2的月平均濃度逐漸下降，8—12月NO2的月平均濃度逐漸上升，但NO2的月均濃度變化“U”形分布不明顯，其原因是NO2主要來源于煤氣燃燒及汽車尾氣，渭南市內(nèi)在冬季燃煤量較多，但各個(gè)季節(jié)汽車的使用量大體相當(dāng)。

2.2.3 PM10的變化特點(diǎn)

通過對(duì)渭南市2008—2013年的PM10月平均濃度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)[2]，2008—2013年，PM10的年均濃度呈下降趨勢(shì)，且每年1—8月PM10的月平均濃度逐漸下降，8—12月PM10的月平均濃度逐漸上升，每年從1—12月PM10的變化趨勢(shì)結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，PM10月均濃度變化“U”形分布不明顯，且每年各月的PM10濃度變化規(guī)律性也不明顯，其原因可能是PM10的濃度除與燃煤多少有關(guān)外，還與該市的風(fēng)速、風(fēng)向及降雨情況有關(guān)，降雨越多、越頻繁，PM10的濃度越低。

圖4 PM10濃度變化趨勢(shì)

2.2.4 渭南市大氣污染特點(diǎn)分析

渭南市2008—2013年大氣污染成分變化趨勢(shì)圖(圖2至圖4)表明：從2008—2013年大氣污染物3項(xiàng)指標(biāo)的濃度在全年季節(jié)呈“U”字形分布，其中全年中第一、四季度的3種污染因子的濃度較高，二、三季度的污染因子濃度相對(duì)較低。引起此變化的原因可能是渭南市地處西北內(nèi)陸地區(qū)，春冬兩季干旱少雨，揚(yáng)塵較大，且此兩季大氣擴(kuò)散能力弱，自然凈化能力差。另外，渭南市內(nèi)燃煤電廠較多，燃料以煤為主產(chǎn)生的煙塵和SO2較多。另外，冬天天氣寒冷，汽車使用率高，相應(yīng)的汽車尾氣排放多，所以NO2的濃度較高。

3 渭南市環(huán)境大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 環(huán)境大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

3.1.1 環(huán)境大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)表1，中國(guó)環(huán)境大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求SO2、NO2及PM10的濃度具有一定限值，筆者對(duì)6年來渭南市區(qū)大氣中3種成分的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，并利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)渭南市大氣進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)[13-14]。

表1 環(huán)境大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095—1996)單位：mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))

3.1.2 環(huán)境大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)日均值和月均值按公式計(jì)算

其中：Cj為 j監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均值， Cij為i監(jiān)測(cè)點(diǎn)上第j個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)， n 為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目。計(jì)算過程中，如果樣品濃度低于監(jiān)測(cè)分析方法的最低檢出限，則該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以最低檢出限的一半?yún)⒓悠骄?/p>

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

3.2.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)2008—2013年的環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。從表2看出，除2008年外，其他年份的大氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)均在300天以上，達(dá)到國(guó)家環(huán)境大氣質(zhì)量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市，6年來渭南市大氣環(huán)境質(zhì)量有明顯的好轉(zhuǎn)。

表2 渭南市環(huán)境大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.2 原因分析

(1)政府部門對(duì)大氣環(huán)境的重視程度及宣傳力度。“十一五”規(guī)劃以來，由于渭南市委、市政府對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，環(huán)境監(jiān)管和宣傳力度不斷加大，渭南市創(chuàng)衛(wèi)、創(chuàng)省模范城市、城區(qū)綠化工作逐年深入。另外，渭南城市能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、燃煤電廠脫硫設(shè)施的正常運(yùn)行、城區(qū)煤改氣面積的不斷擴(kuò)大且城區(qū)燃煤鍋爐改造、使用清潔燃料等，都使城區(qū)SO2的濃度明顯下降，從而使渭南市大氣環(huán)境質(zhì)量有所改善。

(2)氣象、氣候條件對(duì)大氣環(huán)境的影響。渭南市地處內(nèi)陸，距海洋800多公里，屬于關(guān)中平原暖濕帶濕潤(rùn)性氣候，冬春季干旱少雨，且在此季度廣大農(nóng)村植被較少，土壤裸露，城區(qū)綠化面積不夠，刮風(fēng)很容易起揚(yáng)塵。另外，建筑施工在春季較多，造成揚(yáng)塵和機(jī)動(dòng)車煙塵，從而使渭南市大氣中的PM10含量很高。

4 渭南市區(qū)大氣環(huán)境污染防治建議

大氣污染的危害是多方面和多層次的，它與人們的健康狀況息息相關(guān)?？刂拼髿馕廴臼侵卫泶髿馕廴镜年P(guān)鍵，合理工業(yè)布局重在防，而生物措施與搞好城市綠化是防治結(jié)合，三者應(yīng)并重，不可偏廢[9]。根據(jù)對(duì)渭南市大氣環(huán)境具體影響因素的分析，要減少和消除大氣環(huán)境污染，必須從源頭上和傳播途徑上加以控制。建議如下：(1)大力開發(fā)新的清潔能源，切實(shí)從源頭上消滅大氣環(huán)境污染。比如，開發(fā)氫能、風(fēng)能等，以降低市內(nèi)SO2的濃度。(2)控制機(jī)動(dòng)車輛的購(gòu)入量，減少機(jī)動(dòng)車輛在市區(qū)的擁有量，鼓勵(lì)人們減少駕車出行，以降低NO2的濃度。(3)加大城市綠化及水域的面積，調(diào)節(jié)城區(qū)氣候條件。

[1] 但德忠.環(huán)境監(jiān)測(cè)[M].北京:高等教育出版社，2006.

[2] 夏立江.環(huán)境化學(xué)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2003.159-163.

[3] 李培，王新，柴發(fā)合.我國(guó)城市大氣污染控制綜合管理對(duì)策[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2011，36(5)：8-14.

[4] 孫志強(qiáng)，吉東升，宋濤，等.奧運(yùn)時(shí)段北京及近周邊區(qū)域空氣污染觀測(cè)與比對(duì)分析[J].環(huán)境科學(xué)，2010，31(12)：2852-2858.

[5] 周瑞，辛金元，邢立亭，等.唐山工業(yè)新區(qū)冬季采暖期大氣污染變化特征研究[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32(7)：1874-1880.

[6] 周學(xué)華，王哲，郝明途，等.濟(jì)南市春季大氣顆粒物污染研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(4)：755-763.

[7] 吳兌，廖碧婷，吳晟，等.2010 年廣州亞運(yùn)會(huì)期間灰霾天氣分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(3)：521-527.

[8] 戴永立，陶俊，林澤健，等.2006—2009 年我國(guó)超大城市霾天氣特征及影響因子分析[J].環(huán)境科學(xué)，2013，34(8)：2925-2932.

[9] 劉璇，朱彬，侯雪偉，等.基于衛(wèi)星遙感和地面觀測(cè)資料的霾過程分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015，35(3)：641-651.

[10] 肖軍，趙景波，張瓊?cè)A.渭南市環(huán)境污染現(xiàn)狀及治理[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，32(4)：108-111.

[11] 李曉梅，梁社明，張紅濤.渭南市城區(qū)“十一五”大氣環(huán)境污染分析與防治[J].科學(xué)時(shí)代，2012,(11)：14-15.

[12] 黨穎利，王紅梅，汪仙娥.渭南市城區(qū)大氣污染特征及防治對(duì)策[J].西部大開發(fā),2011,26(5):37-38.

[13] 耿修林,謝兆茹.應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:科學(xué)出版社,2005.240-286.

[14] 章文波,陳紅艷.使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及SPSS12.0應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2006.

【責(zé)任編輯 馬小俠】

Contents Analysis of Air Pollution and Quality Assessment in Weinan

QIU Xiao-xiang1,2，CANG Yi-qiang3，YAN Hong4

(1. School of Chemistry and Environment,Weinan Normal University, Weinan 714099, China;2. Shaanxi River Wetland Ecological and Environment Key Laboratory,Weinan 714099, China；3. The Twelfth Oil Production Plant of Changqing Oil Field, Qingyang 745000,China；4. The First Oil Production Plant of Yanan Oil Field, Yan’an 716000,China)

In order to knowcomposition characteristics of air pollution and atmospheric environmental quality in Weinan, concentration variations of Weinan urban atmospheric SO2, NO2and PM10were analyzed from 2008 to 2013. The results showed that the average concentration of three kinds of matter was significantly decreased from January to May each year,it basically unchanged from May to September and there was a clear upward trend presented from October to December. Statistical analysis results show that air quality standard number of days is more 300 days every year from 2009 to 2013, and reached the national ambient air quality standards two.The policy of “l(fā)ow carbon environmental protection” and a series of measures have been used to control the weinan atmospheric environmental pollution, the environmental quality has obtained the certain effect in weinan city. But the prevention work of atmospheric environment pollution still needs to be further strengthened.

SO2; NO2; PM10; air quality assessment

O657.32

A

1009-5128(2016)19-0029-05

2015-06-29

陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目：秦嶺太白山地區(qū)大氣汞濕沉降時(shí)空分布特征研究(2015JZ008)；陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目：陜西黃河濕地水體環(huán)境激素分離分析新技術(shù)研究(16JK1275)；渭南市科技創(chuàng)新扶持資金項(xiàng)目：基于納米粒子探針的藥物和環(huán)境內(nèi)分泌污染物監(jiān)測(cè)分析(2012KYJ-3)；渭南師范學(xué)院特色學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目：秦東濕地保護(hù)與管理研究(14TSXK05)

邱小香(1974—)，女，陜西渭南人，渭南師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院副教授，理學(xué)碩士，主要從事環(huán)境分析和現(xiàn)代儀器分析方法研究。