遼寧師范大學 趙芮田

受公共衛(wèi)生事件影響，2022年3月12日起，沈陽市暫停舉辦各類線下聚集性活動；3月14日起，全市中小學暫停線下教學，高等院校實施校內封閉管理，全市洗浴、KTV等非生活必需的密閉場所暫時關停；3月21日起，臨時關閉42個高速公路出入口；3月22日起，暫停地鐵、有軌電車和常規(guī)公交運營，非城市保障型企業(yè)全部停止運營。以上措施雖對經濟生產和社會活動造成了嚴重的影響和沖擊[1]，但也在一定程度上減少了城市居民活動，總體上改善了空氣質量[2]。這為研究人為減排下空氣質量的變化、分析人類活動對六大污染物（PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3）的影響提供了有利條件。

沈陽市大氣環(huán)境質量長期受工業(yè)排放、農業(yè)生產、城市揚塵污染、機動車廢氣污染等影響，一直較不穩(wěn)定。但隨著人們環(huán)保意識的提高，沈陽市將大氣污染治理作為生態(tài)環(huán)境保護的首要任務，大氣環(huán)境得以進一步改善。在此之前，已有不少學者對沈陽市的空氣質量變化進行了研究[3-8]，張宸赫[3]等通過研究2014-2019年沈陽市區(qū)連續(xù)6年大氣污染物濃度變化，發(fā)現(xiàn)O3質量濃度呈上升趨勢，兩種顆粒物質量濃度表現(xiàn)為逐年下降的趨勢。劉閩[4]在分析春節(jié)期間顆粒物來源時發(fā)現(xiàn)，排名前三的依次是燃煤、生物質燃燒、工業(yè)工藝，分別占總量的32.3%、31.1%、13.2%，煙花緊隨其后，占比為11.4%，且2020年煙花爆竹對PM2.5濃度的貢獻率超過了50%[5]。

張旭[6]等發(fā)現(xiàn)沈陽冬季供暖需求大，冬季空氣污染物主要是燃煤電廠和供熱鍋爐供暖造成的。

以上大多是研究因春節(jié)、采暖等某一特殊時期或某一要素改變而引起的空氣質量變化，針對人類活動程度差異與城市空氣質量的關系研究較少。本文對社會及經濟活動較少期間的沈陽市大氣環(huán)境狀況及主要污染物排放情況進行著重分析，與2019年以來同時期進行了對比，探究人類活動對城市空氣質量的影響，以更好地提高城市空氣質量水平，為沈陽市、東北地區(qū)乃至更大范圍的生態(tài)環(huán)境保護提供科學的理論支撐。

一、研究區(qū)概況

沈陽市坐落于遼寧省中部，因地處沈水之北而得名，是東北地區(qū)的政治、經濟、文化、商貿中心，也是我國主要的重工業(yè)基地。京哈、沈吉、哈大、沈丹等鐵路，沈大、京沈、沈哈等高速公路網與環(huán)城路及不同等級公路交匯于此，使該市成為東北地區(qū)重要的交通樞紐中心。省會的行政功能和便捷的交通環(huán)境更好地促進了區(qū)域聯(lián)系，極大地提高了人口流動率。近年來，沈陽市強抓大氣污染防治工作，持續(xù)推進城市綠色發(fā)展，積極推動經濟社會綠色轉型和高質量發(fā)展，著力構建國家中心城市和現(xiàn)代化都市圈。截至2021年年底，擁有國家科技型中小企業(yè)6500余家，是2018年的4.6倍。

二、數(shù)據選擇與處理

本文利用滑動平均值求得日均空氣質量指數(shù)及大氣污染物平均濃度值，根據空氣質量指數(shù)（IAQI）確定每日的首要污染物。為排除春節(jié)期間人們因走親訪友增加的外出活動影響，本文選取的研究時段為2022年2月7日—3月31日，共53天。依據污染物濃度等級和空氣質量等級，闡述大氣污染變化特征，進行對比研究。

三、結果與討論

（一）環(huán)境空氣質量變化特征

研究時段的日均空氣質量指數(shù)如圖1所示，從整體上可以看出：（1）空氣質量隨時間變化具有周期性，且每個周期表現(xiàn)為“拋物線”型，即在每月10日和25日左右大氣環(huán)境較差，其他時間均為優(yōu)良天氣，且優(yōu)秀和良好天氣較為連續(xù)。（2）在調查的53天中，只有2月10日一天為中度污染，另有5天為輕度污染，污染天數(shù)占總調查天數(shù)的11.3%。（3）減排期間即2022年3月12日至3月31日，綜合指數(shù)為4.65，與2021年同期比下降了17.1%。（4）2月和3月各有3天污染天氣，污染減排前優(yōu)秀天氣占比20.8%，減排期間優(yōu)秀天氣僅占17.0%，但空氣質量指數(shù)從69.8降到了61.2。（5）對比2019年同研究時段的大氣污染情況，發(fā)現(xiàn)除優(yōu)秀天氣的數(shù)量驟增外，其他各等級污染天數(shù)呈現(xiàn)明顯地減少趨勢，且無重度污染天氣出現(xiàn)，說明沈陽市的大氣環(huán)境在持續(xù)好轉。

圖1 研究時段沈陽市日均AQI值變化

（二）構成AQI的六項污染物濃度變化特征

研究期間，SO2、NO2和CO的24h平均濃度變化較小，且在研究時段內均達到了GB3095—2012的一級標準，分別低于17μg/m3、32μg/m3、0.9mg/m3；O38h平均濃度變化幅度較大，在研究期間有4天處在GB3095—2012二級標準之上、一級標準之下。這與李強強[9]的研究結論一致，由于臭氧反應前體物和不利氣候條件的增加，臭氧濃度不斷升高成為除顆粒物外的第二大污染物。

由于工廠暫停生產、交通工具暫停運營、人們外出受限，顆粒物排放水平有了明顯的降低。PM2.5在3月12日之前的平均濃度為46μg/m3，此后降低到37μg/m3；PM10在3月12日之前的平均濃度為78μg/m3，此后降低到57μg/m3；24h平均濃度達到GB3095—2012二級標準及以上的天數(shù)占比分別提高了5.2%和6.1%，特別是達到一級標準的天數(shù)分別提高了12.6%和14.7%（見表1）。通過不同污染物每日IAQI值，得出首要污染物為PM2.5的天數(shù)有26天，PM10的天數(shù)有9天，因此，該市環(huán)境空氣質量主要受PM2.5影響。

表1 主要污染物在一、二級標準下的天數(shù)及占比

（三）人為減排影響空氣質量的變化特征

根據人類生產生活活動強度（由大到?。⒀芯繒r段劃分為三個階段：2月7日至3月11日、3月12日至3月21日、3月22日至3月31日，簡稱為Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期。Ⅱ期與Ⅰ期相比，所有污染物濃度均達到了GB3095—2012一級標準，除O3濃度升高了20μg/m3以外，其他五大污染物濃度都是研究時段最低的，特別是PM10降低了25μg/m3，優(yōu)良天數(shù)占比100%。Ⅲ期與Ⅱ期相比，PM10濃度繼續(xù)降低，PM2.5、SO2和CO濃度略升。這是因為在污染物排放相對穩(wěn)定的情況下，氣象狀況是影響空氣質量的主要因素[10]，大氣污染受風力擴散影響較大，而沈陽市地勢向西、南方向延伸，其上風向城市渤海灣和京津冀地區(qū)環(huán)境污染較為嚴重，因此經常受到外界污染傳輸?shù)挠绊?。另外，由于春季溫度升高且風力較強，O3濃度升高至100μg/m3。

2019—2022年同一研究時段內AQI變化見圖2，對比發(fā)現(xiàn)，（1）2022年第Ⅰ期AQI的總體變化趨勢與2021年和2020年的趨勢近似相同，小范圍內的高值點和低值點也多次出現(xiàn)在同一天。（2）在第Ⅲ期，2022年的曲線波動幅度小，拐點和峰值點明顯少于前三年，且只有一天AQI值超過100，為107。（3）空氣污染情況在研究時段內大多出現(xiàn)在第Ⅰ期，還有一次因臭氧污染而發(fā)生在第Ⅲ期。在其他條件不變的前提下，每年研究時段的AQI曲線變化大體相似，但由于工廠停工、交通限行、小區(qū)封閉管理、企業(yè)停止運營、城市居民生產生活活動大幅下降，污染源和污染物排放得到了控制，導致3月12日前后空氣質量差異明顯。總體來看，研究期間的空氣質量得到了明顯改善，說明人為減排是優(yōu)化沈陽市空氣質量的重要手段。

圖2 2019—2022年沈陽市研究時段內的AQI變化

大氣污染源由內源和外源兩部分組成，通過氣象條件分析可知，沈陽市的外來污染源主要是西南風帶來的輸入性污染物質，如2021年11月15日前后的重污染過程，就是受上風向京津冀地區(qū)霧霾和不利擴散條件所造成的。內源是人們生產生活所產生的，具有影響程度大、影響范圍廣的特點。近年來沈陽市通過本地減排和周邊減排“減污降碳”，空氣質量得到了顯著的成效，以上分析更加說明了人為減排能夠在一定程度上削弱內源的影響。

四、結論

本文以2022年春季減排期間沈陽市空氣質量和污染物濃度變化特征為研究對象，探討了氣象條件和人類活動對空氣質量的影響，得出結論如下：

（1）減排期間空氣質量指數(shù)從69.8降到61.2，優(yōu)秀和良好天氣較為連續(xù)，污染天數(shù)占總調查天數(shù)的11.3%，重度污染和嚴重污染出現(xiàn)天數(shù)為零，大氣環(huán)境持續(xù)好轉。

（2）與城市居民活動正常水平時期相比，PM2.5和PM10達到一級標準的天數(shù)分別提高了12.6%和 14.7%，O3成為僅次于PM2.5的主要污染物，說明沈陽市正面臨臭氧濃度不斷上升的污染問題。

（3）隨著城市居民出行活動大幅下降，3月12日前后空氣質量差異明顯，除O3濃度升高以外，其他五大污染物濃度都是研究時段最低的，人為減排是優(yōu)化沈陽市空氣質量的重要手段。

可見，沈陽市應高度重視不利氣象條件下的空氣質量問題，及時預警，科學規(guī)劃響應措施，深入推進臭氧和顆粒物協(xié)同減排。此外，更應嚴格、精準管控工業(yè)和機動車廢氣排放，大力倡導低碳出行，提高市民節(jié)能減排意識，以更好地改善城市空氣質量，構建綠色家園。