林利強 福州市福清市環(huán)境監(jiān)測站
福清位于福建省東南沿海,東與平潭縣隔海相望,西南與莆田縣毗鄰,南臨興化灣,北部、東北、西北分別與閩侯縣、長樂市、永泰縣接壤。隨著福清經濟發(fā)展浪潮的高漲,大氣環(huán)境保護所面臨的壓力日益增大。要避免大氣污染進一步發(fā)展成為福清市突出的環(huán)境問題,必須先行一步采取針對性的有效控制措施,而掌握全市空氣污染特征及其變化原因是其中關鍵的基礎工作。
“十三五”期間,我國實施了新的《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012),新的標準增加了PM2.5、臭氧等評價指標。本文以2016年-2020年期間福清市環(huán)境空氣自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)為基礎,分析空氣福清市環(huán)境空氣主要污染物特征及其變化特征,并根據(jù)國家標準:《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012),得到綜合污染指數(shù)的變化特征,探討影響空氣質量的重要因素,為改善福清城市環(huán)境空氣質量提供依據(jù)。
本次研究采用2016~2020年間福清市城區(qū)2個環(huán)境空氣自動監(jiān)測站定點監(jiān)測數(shù)據(jù),2個站點同時段污染物平均值即為福清市該時段污染物水平。所用數(shù)據(jù)來自福建省空氣質量智慧綜合平臺。
根據(jù)福清市空氣質量功能區(qū)劃,城區(qū)為二類區(qū),污染物評價標準采用《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)及其修改單中的二級標準。
采用《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)中規(guī)定的6個基本項目:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入顆粒物(PM10)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、細顆粒物(PM2.5)。其中SO2、NO2、PM10、PM2.5的評價濃度為評價時段內日均濃度的平均值,O3的評價濃度為評價時段內日最大8小時平均值的第90百分位數(shù),CO的評價濃度為評價時段內日均濃度的第95百分位數(shù)。
采用空氣質量綜合指數(shù)評價城市環(huán)境空氣質量,綜合指數(shù)越大表明城市空氣污染程度越重。單項質量指數(shù)、綜合指數(shù)、首要污染物等具體計算方法詳見《城市環(huán)境空氣質量排放技術規(guī)定》(環(huán)境監(jiān)測【2018】19號)。
監(jiān)測數(shù)據(jù)表明(表1),2016-2020年福清市環(huán)境空氣總量總體較好,年度達標天數(shù)比例均在98%以上,其中2016年福清市城市空氣環(huán)境質量達標天數(shù)比例達100%。
表1 “十三五”期間福清市城區(qū)環(huán)境空氣質量指標統(tǒng)計表
綜合指數(shù)反映了空氣污染程度,綜合指數(shù)越大,環(huán)境空氣質量越差。監(jiān)測結果表明(圖1),2016-2020年福清市城市環(huán)境空氣質量綜合指數(shù)范圍為2.59~2.84,2016年至2019年,綜合指數(shù)有逐漸增大趨勢,2019年綜合指數(shù)最大,而2020年綜合指數(shù)急速下降。因此,五年間福清市城市環(huán)境空氣質量呈現(xiàn)先變差后好轉的趨勢。
根據(jù)福建省生態(tài)環(huán)境廳網站發(fā)布的環(huán)境空氣統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年和2020年福清市城市環(huán)境空氣綜合指數(shù)位于福州地區(qū)第4位,處于中等水平(圖2、圖3)
2016-2020年各年度6項污染物質量指數(shù)計算見表2。由表2可知,各年度6項單項質量指數(shù)中,臭氧指數(shù)均為最大,所以“十三五”期間福清市城市環(huán)境空氣首要污染物為臭氧。
表2 2016-2020年各年度6項污染物質量指數(shù)
2016-2020年各年6項污染物污染占比情況統(tǒng)計見表3.由表3可知,各污染指標對綜合指數(shù)貢獻大小不同,其中臭氧最大,五年平均貢獻29.2%,PM10、PM2.5和NO2平均貢獻20%左右,CO平均貢獻9%左右,SO2污染貢獻最小。
表3 2016-2020年各年6項污染物污染占比情況
因此,“十三五”期間福清市環(huán)境空氣以臭氧、顆粒物和二氧化氮為特征的復合型大氣污染類型,其中臭氧污染最為突出。
自《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)實施以來,臭氧已成為影響我國環(huán)境空氣質量最為突出的污染因子。前面的分析表明,“十三五”期間的福清環(huán)境空氣也不例外,臭氧為首要污染物。
1.臭氧月變化趨勢
由圖4可知,一年中福清市臭氧濃度月變化基本呈現(xiàn)“M”形,上半年形成第一個高峰,一般在4至5月,有時也提前至3月;下半年形成第二個高峰,一般在9月至10月。
2.臭氧小時變化特征
本次研究對2018-2020年各年臭氧濃度最大值日24小時臭氧濃度變化趨勢進行分析(圖5)。分析結果表明,一天中,日出前臭氧濃度達到一天中的低值。上午6、7點開始,臭氧濃度逐步升高,在11點-18點間達到峰值高位,之后又緩慢下降。
本文通過對“十三五”期間福清市城區(qū)空氣污染物數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,探索福清市環(huán)境空氣主要污染物特征及其變化特征,得到的結論和主要建議措施如下:
1.“十三五”期間,福清市環(huán)境空氣質量總體較好,2019年和2020年在福州地區(qū)排名第四,呈現(xiàn)先變差后好轉的變化趨勢?!笆濉逼陂g,福清市大力開展空氣質量提升工作和大氣污染防治工作,推進大氣污染精準治理,開展揮發(fā)性有機物整治,推進燃煤鍋爐超低排放改造。
2.“十三五”期間,福清市環(huán)境空氣是以臭氧、顆粒物和二氧化氮為特征的復合型大氣污染類型。今后要深入打好大氣污染防治攻堅戰(zhàn),要圍繞顆粒物,氮氧化物,揮發(fā)性有機物和臭氧協(xié)同治理,抓好重點行業(yè)超低排放改造,揮發(fā)性有機物治理,揚塵管控等整治工作。
3.“十三五”期間,福清市環(huán)境空氣首要污染為臭氧。一年中,福清市臭氧濃度呈現(xiàn)“M”型月變化特征,上半年4至5和下半年9至10月分別出現(xiàn)高峰值。臭氧濃度24小時呈現(xiàn)峰谷變化特征說明臭氧濃度的日變化與太陽輻射密切相關,白天濃度高,夜間濃度低。臭氧主要由揮發(fā)性有機物和氮氧化物經化學反應生成的。要降低環(huán)境空氣中臭氧濃度,必須從控制NOX和VOC排放著手。城市中NOX大部分來源于礦物燃料的燃燒,另外機動車尾氣排放也NOX污染的主要來源。揮發(fā)性有機物來源比較復雜,從涂料,燃油到生活常用發(fā)膠等。凡是使用溶劑的地方都會產生這種污染物,因此應加大宣傳力度,同時加強化工工業(yè)及加油站等源強排放的控制。為了控制臭氧污染,需要控制其前體物氮氧化物和揮發(fā)性有機物的排放,但由于臭氧體物既通過光化學反應生成臭氧,又通過和臭氧的反應消耗臭氧,前體的濃度與臭氧的濃度存在復雜的非線性關系,這一關系,由每個城市所處的地理環(huán)境和污染排放狀況決定。