李利霞，王 芳

(河南省濟(jì)源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南 濟(jì)源 459000)

0 引言

河南省濟(jì)源市地處河南省西北部太行山南麓，總面積1 931平方公里，其中城市面積80平方公里，平原面積552平方公里，山區(qū)面積1 299平方公里，該市是工業(yè)主導(dǎo)型城市，工業(yè)在三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占比高達(dá)66.3%[1]，長期發(fā)展形成了有色、鋼鐵、化工、能源、裝備制造等五大支柱產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致大氣環(huán)境質(zhì)量改善難度加大。該市是晉煤外運(yùn)通道，重載過境貨車較多，產(chǎn)生大量交通運(yùn)輸尾氣污染和道路揚(yáng)塵污染。本文通過對2019年山區(qū)農(nóng)村、平原農(nóng)村、城市三個(gè)區(qū)域共14套環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析評價(jià)[2]，對加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、落實(shí)河南省環(huán)境污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域分布

該市共建設(shè)有14套環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站，其中城市區(qū)域3套，平原區(qū)域7套，山區(qū)區(qū)域建4套。對環(huán)境空氣中可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、臭氧、二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳進(jìn)行測定，分布見圖1。

圖1 環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站分布圖Fig.1 Distributionmap of ambient air quality automatic monitoring stations

2 數(shù)據(jù)獲取

2.1 質(zhì)控情況

監(jiān)測時(shí)間為2019年1月1日至2019年12月31日，采用每天連續(xù)24小時(shí)自動監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)每5分鐘記錄一次?？晌腩w粒物、細(xì)顆粒物、臭氧、二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳六項(xiàng)監(jiān)測因子有效的濃度數(shù)據(jù)均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)[3]表4中最低要求，其中城市區(qū)域因受沙塵天氣影響，依據(jù)《受沙塵天氣過程影響城市空氣質(zhì)量評價(jià)補(bǔ)充規(guī)定》環(huán)辦監(jiān)測[2016]120號的通知要求，剔除沙塵天氣過程影響區(qū)域范圍內(nèi)城市顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效的日平均濃度值分別為344個(gè)、349個(gè)，其余四項(xiàng)監(jiān)測因子有效的日平均濃度值均為365個(gè)；平原區(qū)域、山區(qū)區(qū)域六項(xiàng)監(jiān)測因子有效的日平均濃度值均為365個(gè)。

環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)和顆粒物(PM10、PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、性能指標(biāo)和檢測方法均滿足《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[4]和《環(huán)境空氣顆粒物(PM10、PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[5]的技術(shù)要求；構(gòu)成與要求、日常運(yùn)行維護(hù)要求、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、以及數(shù)據(jù)有效性判斷等均滿足《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》[6]和《環(huán)境空氣顆粒物(PM10、PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》[7]的技術(shù)要求。

2.2 評價(jià)方法

2.2.1 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》環(huán)境空氣污染物基本項(xiàng)目濃度限值表1規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)值，具體見表1。

2.2.2 綜合質(zhì)量指數(shù)

本文采用HJ 663—2013《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范》[8]對監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測結(jié)果、環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)進(jìn)行評價(jià)。

3 分析結(jié)果

3.1 可吸入顆粒物狀況

不同區(qū)域可吸入顆粒物月均值濃度變化匯總見圖2。

圖2 不同區(qū)域監(jiān)測站可吸入顆粒物月均值濃度變化情況Fig.2 Variation of monthly average concentrations of inhalable particulate matter at monitoring stations in different regions

該地區(qū)可吸入顆粒物日均值濃度范圍為38～189 μg/m3，年均值為91 μg/m3，超年均值二級標(biāo)準(zhǔn)0.3倍，日均值達(dá)標(biāo)率為92.8%，最小值出現(xiàn)在山區(qū)農(nóng)村站，最大值出現(xiàn)在平原農(nóng)村站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站中，有2個(gè)自動站可吸入顆粒物級別為二級，均分布在山區(qū)區(qū)域，其余12個(gè)自動站級別均為超二級標(biāo)準(zhǔn)。三個(gè)區(qū)域冬季濃度最高，春、夏季次之，秋季最輕，月均值均接近U型波狀變化。冬季取暖、工業(yè)企業(yè)污染物排放和天氣靜穩(wěn)，逆溫天氣增多是可吸入顆粒物數(shù)值超標(biāo)的主要原因。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋浩皆r(nóng)村站>城市站>山區(qū)農(nóng)村站，污染天數(shù)由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均超出二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.2 細(xì)顆粒物狀況

不同區(qū)域細(xì)顆粒物月均值變化匯總見圖3。

圖3 不同區(qū)域監(jiān)測站細(xì)顆粒物月均值濃度變化情況Fig.3 Variation of monthly average concentrations of fine particles at monitoring stations in different regions

該地區(qū)細(xì)顆粒物日均值濃度范圍為27～139 μg/m3，年均值為55 μg/m3，超年均值二級標(biāo)準(zhǔn)0.57倍，日均值達(dá)標(biāo)率為83.5%，最小值出現(xiàn)在山區(qū)農(nóng)村站，最大值值出現(xiàn)在城市站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站細(xì)顆粒物級別均為超二級。三個(gè)區(qū)域冬季濃度最高，春、秋季次之，夏季最輕，月均值接近∪型波狀變化。重點(diǎn)企業(yè)管控不嚴(yán)不實(shí)和柴油貨車管控短板是細(xì)顆粒物數(shù)值超標(biāo)的主要原因。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，污染天數(shù)由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均超出二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.3 臭氧狀況

不同區(qū)域臭氧月均值變化匯總見圖4。

該地區(qū)臭氧日均值濃度范圍為66～242 μg/m3，年均值為193 μg/m3，超年均值二級標(biāo)準(zhǔn)0.21倍，日均值達(dá)標(biāo)率為72.7%，最小值出現(xiàn)在城市站，最大值出現(xiàn)在平原農(nóng)村站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站臭氧級別均為超二級。三個(gè)區(qū)域夏季濃度值最高，秋、春季次之，冬季最輕，月均濃度值接近倒U型波狀變化。機(jī)動車保有量急劇增加，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物排放量的增長，是臭氧濃度超標(biāo)的主要原因。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，污染天數(shù)由高到低排序?yàn)椋浩皆r(nóng)村站>城市站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均超出二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.4 二氧化硫狀況

不同區(qū)域二氧化硫月均值變化匯總見圖5。

圖5 不同區(qū)域監(jiān)測站二氧化硫月均值濃度變化情況Fig.5 Variation of monthly average concentrations of sulfur dioxide at monitoring stations in different regions

該地區(qū)二氧化硫日均值濃度范圍為8～36 μg/m3，年均值為14 μg/m3，年均值達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值，日均值達(dá)標(biāo)率為100%，最小值出現(xiàn)在城市站與山區(qū)農(nóng)村站，最大值出現(xiàn)在平原農(nóng)村站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站二氧化硫級別均為二級。三個(gè)區(qū)域冬季濃度最高，春、秋季次之，夏季最輕，月均值接近∪型波狀變化。冬季進(jìn)入采暖期后，排放大量的二氧化硫，排放量增大和逆溫天氣增多，導(dǎo)致冬季濃度增高。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.5 二氧化氮狀況

不同區(qū)域二氧化氮月均值變化匯總見圖6。

圖6 不同區(qū)域監(jiān)測站二氧化氮月均值濃度變化情況Fig.6 Variation of monthly average concentrations of nitrogen dioxide atmonitoring stations in different regions

該地區(qū)二氧化氮日均值濃度范圍為12～63 μg/m3，年均值為31 μg/m3，年均值達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值，日均值達(dá)標(biāo)率為97.3%，最小值出現(xiàn)在山區(qū)農(nóng)村站，最大值出現(xiàn)在城市站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站，有2個(gè)自動站可吸入顆粒物級別為超二級，均分布在平原區(qū)域，其余12個(gè)自動站級別均為二級。三個(gè)區(qū)域冬季濃度最高，春、秋季次之，夏季最輕，月均值接近∪型波狀變化。燃料的燃燒、汽車尾氣以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生二氧化氮，是造成該地區(qū)二氧化氮濃度超標(biāo)的主要原因。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，污染天數(shù)由高到低排序?yàn)椋浩皆r(nóng)村站>城市站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.6 一氧化碳狀況

不同區(qū)域一氧化碳月均值變化匯總見圖7。

圖7 不同區(qū)域監(jiān)測站一氧化碳月均值濃度變化情況Fig.7 Variation of monthly average concentrations of carbon monoxide at monitoring stations in different regions

該地區(qū)一氧化碳日均值濃度范圍為0.6～3 mg/m3，年均值為1.8 mg/m3，年均值達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值，日均值達(dá)標(biāo)率為100%，最小值出現(xiàn)在山區(qū)農(nóng)村站，最大值出現(xiàn)在城市站；分布在三個(gè)區(qū)域內(nèi)的14個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動站一氧化碳級別均為二級。三個(gè)區(qū)域冬季濃度最高，春、秋季次之，夏季最輕，月均值接近U型波狀變化。三個(gè)區(qū)域年均濃度值由高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站，三個(gè)區(qū)域年均值均達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)值要求。

3.7 綜合評價(jià)

(1)各級別污染天數(shù)對比分析

不同區(qū)域各級別污染天數(shù)對比情況詳見表2。

表2 三個(gè)區(qū)域各級別污染天數(shù)對比表

優(yōu)、良天數(shù)最多的是人口稀少、面積廣闊的山區(qū)區(qū)域，最少的區(qū)域是平原區(qū)域，平原區(qū)域既是工業(yè)企業(yè)分布密度高，也是為落實(shí)河南省環(huán)境污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃，大型貨車均在二環(huán)外平原區(qū)域內(nèi)行駛最頻繁的區(qū)域。輕度污染、重度污染、嚴(yán)重污染的最高值均出現(xiàn)人口活動密集、汽車保有量多的城市區(qū)域。

(2)綜合評價(jià)情況

三個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價(jià)情況見表3。

表3 三個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價(jià)情況

根據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)法定性分析：平原農(nóng)村站、城市站環(huán)境空氣質(zhì)量級別均為輕污染，首要污染物均為細(xì)顆粒物；山區(qū)農(nóng)村站環(huán)境空氣質(zhì)量級別為良，首要污染物為臭氧。三個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)從高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站。14套環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站均為超二級站，3個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量類別均為超二級。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)三個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站的監(jiān)測結(jié)果顯示，濟(jì)源三個(gè)區(qū)域的可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物、臭氧年均值均超出標(biāo)準(zhǔn)值，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳年均值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。超出標(biāo)準(zhǔn)值的可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物污染以秋冬季為主，臭氧污染以夏季為主。三個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)從高到低排序?yàn)椋撼鞘姓?平原農(nóng)村站>山區(qū)農(nóng)村站。

分析原因主要為：(1)京津冀及周邊地區(qū)不利氣象條件頻繁出現(xiàn)，以及冬季取暖、工業(yè)企業(yè)污染物排放，同時(shí)受強(qiáng)厄爾尼諾極端氣象條件影響，降水量減少，大氣擴(kuò)散能力極差，污染物易于積累，導(dǎo)致各區(qū)域空氣質(zhì)量下降。(2)該地區(qū)地處于干旱少雨地帶，工程施工、建筑工地?zé)o苫蓋、城中村改造和道路施工，加劇了揚(yáng)塵污染，同時(shí)重點(diǎn)企業(yè)管控不嚴(yán)不實(shí)和柴油貨車管控短板，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)環(huán)境顆粒物污染加重。(3)機(jī)動車保有量急增，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物排放量增長，尾氣污染加劇。(4)燃料的燃燒、汽車尾氣以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量二氧化氮。

濟(jì)源市大氣環(huán)境治理建議如下：

(1)實(shí)施煤炭消費(fèi)總量控制[9]，淘汰城市小燃煤鍋爐，采取清潔煤替代等方式，減少燃煤散燒污染[10]；全面取締劣質(zhì)散煤銷焦點(diǎn)，堅(jiān)決杜絕劣質(zhì)煤銷售和使用；加強(qiáng)高污染燃料管理[11]，嚴(yán)禁燃燒各類高污染燃料。

(2)細(xì)化建筑、拆遷、交通、水利等各類施工、道路揚(yáng)塵控制標(biāo)準(zhǔn)[12]，平原區(qū)域和山區(qū)區(qū)域內(nèi)所有物料堆放場所建設(shè)密閉或半封閉料倉，所有物料入倉，杜絕物料揚(yáng)塵污染;增加市容環(huán)衛(wèi)車輛設(shè)備[13]，渣土運(yùn)輸車全部完成自動密閉改造,加大洗掃力度，確保道路無積灰，無揚(yáng)塵。

(3)利用空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺、污染源在線監(jiān)控平臺等數(shù)據(jù)平臺，精準(zhǔn)研判各類措施的有效作用情況，及時(shí)調(diào)整下步污染管控措施。

(4)對平原區(qū)域和山區(qū)區(qū)域內(nèi)鋼鐵、電廠、焦化、有色、磚瓦窯、化工、水泥等各類污染企業(yè)，在不利氣象條件下，實(shí)施管控減排措施，壓低生產(chǎn)負(fù)荷[14]，減輕工業(yè)排放對大氣環(huán)境的影響。

(5)建立支撐PM2.5與O3協(xié)同控制的大氣環(huán)境管理框架[15]，在鋼鐵、建材、石化、煤化工、工業(yè)涂裝、油品儲運(yùn)銷等重點(diǎn)行業(yè)更加科學(xué)地開展VOCs和NOX排放控制.

(6)淘汰老舊車輛，在城市區(qū)域內(nèi)推廣各類新能源汽車[16]，開展柴油貨車污染整治行動。

(7)各區(qū)域內(nèi)提升車用燃油品質(zhì)，推廣國VI標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油[17]，持續(xù)開展打黑油、端窩點(diǎn)、斷鏈條，取締“黑加油站點(diǎn)”、流動售油車。