張振江,韓 婕,任 亮,任靈芝,張文啟
(1.河北省廊坊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,河北廊坊 065000;2.河北省唐山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,河北唐山 063000)
近年來,廊坊市經(jīng)濟社會快速發(fā)展,工業(yè)化和城鎮(zhèn)化水平不斷提高,伴隨而來的大氣污染問題引起了政府部門和專家學者的關注[1]。究其原因,一方面,環(huán)境空氣質量影響人們的身體健康,危害人體呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)等[2];另一方面,實現(xiàn)環(huán)境空氣質量根本好轉是廊坊生態(tài)文明建設的應有之義[3]。近年來,廊坊市采取空氣污染綜合治理措施,盡管取得了明顯成效,但由于大氣污染來源及成因十分復雜,大氣污染治理問題仍不容樂觀。本研究通過對2013—2019年廊坊市12個站點環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)(SO2、NO2、O3和CO)時空分布特征進行統(tǒng)計分析,對各污染物進行相關分析,并探討來源及防治措施,以期對“十四五”期間廊坊市大氣環(huán)境質量改善提供科學依據(jù)。
1.1.1 氣態(tài)污染物年均濃度變化氣態(tài)污染物年均濃度變化見圖1。
圖1 2013—2019年廊坊市氣態(tài)污染物年變化趨勢
2013—2019年SO2年均濃度呈穩(wěn)定下降趨勢,累計下降82.6%。2013年濃度最高,為46μg/m3,達到國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值(60μg/m3);日均值變化范圍為3~272μg/m3,全年日均值超標率(二級濃度限值為150μg/m3)為3.6 %。2019年濃度最低,為8μg/m3,達到國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值;日均值變化范圍為2~55μg/m3,日均值全年超標率為0。
2013-2016年NO2濃度變化趨勢較平緩,變化范圍為47~52μg/m3,2016年濃度最高,為52μg/m3,是國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值(40μg/m3)1.3倍;日均值變化范圍為12~143μg/m3,日均值全年超標率為0.1 %。2016-2019年NO2濃度逐年下降,2019年濃度最低,為39μg/m3,達到國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值;日均值變化范圍為9~100μg/m3,日均值全年超標率為2.5%。
2013-2019年CO年均濃度整體呈下降趨勢,累計下降50.0%。2013年濃度最高,為3.0mg/m3;日均值變化范圍為0.3~8.9mg/m3,日均值全年超標率為3.6%。2019年濃度最低,為1.5mg/m3;日均值變化范圍為0.2~3.2mg/m3,日均值全年超標率為0。2013-2019年CO年均濃度達到國家環(huán)境空氣質量二級標準(4 mg/m3)。
2013-2017年O3年均濃度逐年上升,變化范圍為109~150μg/m3,2017-2019年O3年均濃度保持穩(wěn)定。2013年日均值變化范圍為9~200μg/m3,日均值超標率為5.2%,2017-2019年年均濃度最高,變化范圍為148~150μg/m3,日均值超標率均超過20%,說明近年來廊坊市O3污染有逐年加重的趨勢。
1.1.2 氣態(tài)污染物月均濃度變化
SO2濃度1月濃度最高,為52μg/m3;7月和8月濃度最低,均為8μg/m3。從季節(jié)上看,冬季(12月至次年2月)平均濃度為42μg/m3,夏季(6月至8月)平均濃度為10μg/m3,整體呈冬季高、夏季低的特征(見圖2)。
圖2 2013-2019年廊坊市氣態(tài)污染物月變化趨勢
NO2濃度11月至次年1月濃度最高,均高于60μg/m3;5-8月濃度最低,均低于40μg/m3。從季節(jié)上看,冬季平均濃度為59μg/m3,夏季平均濃度為32μg/m3,整體呈冬季高、夏季低的特征。
CO濃度同SO2和NO2類似,月變化趨勢呈U形曲線。12月和1月濃度最高,均高于4.0mg/m3,4-9月濃度最低,均低于2.0mg/m3。從季節(jié)上看,冬季平均濃度為4.0mg/m3,夏季平均濃度為1.4mg/m3,整體呈冬季高、夏季低的特征。
O3濃度月均濃度變化趨勢與其他氣態(tài)污染物變化趨勢相反,呈倒U形曲線。5-9月濃度最高,變化范圍為182~216μg/m3,11月至次年1月濃度最低,均低于60μg/m3。從季節(jié)上看,夏季平均濃度最高,為204μg/m3,冬季平均濃度最低,為61μg/m3,整體呈冬季低、夏季高的特征。
由圖3可知,2016年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度變化范圍為41~52μg/m3,均高于國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值(40μg/m3),其中廊坊市區(qū)和霸州市濃度最高,均高于50μg/m3。2019年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度變化范圍為37~44μg/m3,較2016年呈下降趨勢,除霸州市(42μg/m3)和固安縣(44μg/m3)外,其余地區(qū)均仍達到國家環(huán)境空氣質量二級標準(40μg/m3)。2016-2019年下降幅度最大的地區(qū)為廊坊市區(qū),由52μg/m3下降到38μg/m3,降幅為26.9 %。在空間分布上,中部地區(qū)質量較差,南部和北部片區(qū)質量較好,整體呈現(xiàn)中部高、南北低的特征。
圖3 2016年和2019年廊坊市NO2年均濃度分布
由圖4可知,2016年廊坊市區(qū)及各縣O3年均濃度變化范圍為181~202μg/m3,均高于國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值(160μg/m3),其中三河市濃度最高,為202μg/m3。2019年廊坊市區(qū)及各縣O3年均濃度變化范圍為190~222μg/m3,均高于國家環(huán)境空氣質量標準二級濃度限值,其中永清縣濃度最高,為222μg/m3。2019年市區(qū)及各縣O3較2016年整體呈污染加重趨勢,其中永清縣污染增幅較大,升幅為14.4%。在空間分布上,2019年中部地區(qū)污染較之南北地區(qū)更嚴重。
圖4 2016年和2019年廊坊市O3年均濃度分布
本研究利用2013-2019年廊坊市SO2、NO2、O3和CO數(shù)據(jù),分析了氣態(tài)污染物的時空變化特征。主要結論如下:① 2013-2019年廊坊市SO2、NO2和CO年均濃度均呈顯著下降趨勢,而O3年均濃度逐年上升,有污染加重的趨勢。② SO2、NO2和CO月變化趨勢呈U型曲線,整體呈冬季高、夏季低的特征;O3月變化趨勢呈倒U型曲線,呈冬季低、夏季高的特征。③ 2019年廊坊市區(qū)及各縣NO2年均濃度較2016年呈下降趨勢,而O3較2016年有污染加重趨勢,整體呈中部高、南北低的特征。