广东某工业城市空气质量变化特征分析.pdf

总第2 16 期2023年第11期绿色发展摘要：以一典型工业城市为研究对象，利用该城市国控环境空气质量自动站2 0 16 一2 0 2 0 年的二氧化硫（SO2）二氧化氮(NOz)、可吸入颗粒物(PMio）臭氧(O,)、一氧化碳（CO）、细颗粒物(PM25)监测数据，分析该城市环境空气中六项主要的空气污染物浓度、AQI达标率、各级污染级别的首要污染物占比和年际变化趋势及其主要污染特征。结果表明：5年间，该城市主要大气污染物的污染程度表现为O,PM2.5NO,PMioCOSO2,空气质量综合指数呈现波动性改善趋势，但臭氧污染日渐凸显，且，已成为影响空气质量最为关键的大气污染物。通过分析该区大气质量变化,有针对性地提出空气质量改善建议。关键词：空气质量；变化特征；大气污染物；臭氧、PM25中图分类号：X820引言随着人口的增长、城市化进程的加快和工业化程度的不断提高，尤其是交通工具和工厂排放等对大气环境的影响加深，城市空气质量问题日益凸显。空气环境质量主要由环境空气容量和污染物排放量决定。空气质量问题直接关系到公众的身体健康和生命安全，也是一项全球面临的大环境问题。大气环境与当地自然环境、社会经济及工业产业密切相关，除了区域性影响因素外，传输性污染也对当地造成直接影响 2-31。在物理化学反应影响下，全国各地城市环境空气质量在不同时间、不同气象条件下，波动变化很大，或普遍改善、或阶段性下滑、或交替反复，空气质量变化普遍呈复杂性和不确定性 4-7 。本文以广东东部一工业城市为研究对象，以该城市大气自动监测站“十三五 期间的二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸人颗粒物（PMio）臭氧（O）、一氧化碳（CO）、细颗粒物(PM2.5)监测结果为依据，通过分析其空气质量变化，进行综合分析评价，为改善环境空气质量提供参考依据。1研究区域概况研究目标城市位于广东省东部（以下简称A市），毗邻发达地区，交通发达，形成以塑料橡胶制品、印刷和家具、电子设备等制造业为主的外向型经济体系8 。地处北回归线以南,濒临海洋,亚热带季风气候显著，具有长夏无冬，光照充足，热量丰富，气候温暖，温度变幅小，雨量充沛，干湿季明显的特点。2评价标准根据根据环境空气质量标准（GB3095一2012）、环境空气质量指数（AQI)技术规定（试行）(HJ633一2 0 12)以及关于发布收稿日期:2 0 2 3-0 6-2 8作者简介：黎细华，男，19 8 6 年出生，毕业于东莞理工学院，本科，工程师，研究方向为生态环境监测（环境空气、声环境、环境质量综合分析）。山西化工Shanxi Chemical Industry广东某工业城市空气质量变化特征分析黎细华，苏淑珍（广东省东莞生态环境监测站，广东东莞52 30 0 9）文献标识码：A（G B30 9 52 0 12)修改单的公告，评价项目为S02、NO2、PM 1o C O.0、PM 2 s 共六项,SO2、NO 2、0、C O 为参比状态（即大气温度为2 9 8.15K,大气压力为10 1.32 5kPa时的状态）下的浓度,PMio、PM 2.5为监测时大气温度和压力下的浓度。污染物浓度评价结果符合GB3095一2012和HJ633一2 0 12 规定，即为达标。所有污染物浓度均达标，即为环境空气质量达标 9-10 。3“十三五”期间主要大气污染物的变化特征2016一2 0 2 0 年综合指数值分别是3.7 5、4.0 0、3.91、4.16、3.2 3,A 市综合指数呈波动变化，综合指数最高值为4.16，出现在2 0 19 年；2 0 2 0 年达到历史最优，为3.2 3。与“十二五”末（2 0 15年，下同)相比，“十三五”末（2 0 2 0 年，下同)环境空气质量综合指数改善了16.1%。2 0 16 2 0 2 0 年，AQI达标率分别是9 0.7%、87.7%87.9%、7 8.1%、9 1.3%,2 0 16 2 0 19 年A市达标天数比例略有下滑，2 0 2 0 年全面改善。达标天数比例最低值为7 8.1%，出现在2 0 19 年；2 0 2 0 年达到历史最优,为9 1.3%。与“十二五”末相比，“十三五”末的达标天数比例上升了2.3个百分点。2 0 2 0 年，A市1一12月AQI达标率分别是9 6.8%，9 6.6%10 0%、80.0%、8 7.1%、10 0.0%、9 0.3%、7 7.4%、9 0.0%、9 3.5%、90.0%、9 3.5%，A Q I 月达标率在7 7.4%10 0%之间；最高值出现在3月和6 月，为10 0%；最低值出现在8月，为7 7.4%。除4月、5月、8 月外，其它各月份达标天数比例均超过9 0%。全年空气质量指数(AQI)范围为2 1 2 0 6,达标天数比例为9 1.3%,其中优17 9 d,良155d,轻度污染2 8 d,中度污染3d,重度污染1d。3.1首要污染物2020年,A市首要污染物基本以0 3为主，首污天数占比7 6.5%，在全年各个月份均有出现。其次是Total 216No.11,2023D0I:10.16525/14-1109/tq.2023.11.097文章编号：10 0 4-7 0 50(2 0 2 3)11-0 2 57-0 4山西化工第43卷PM2.5，首污天数占比15.0%，主要出现在1一4月和10一12 月。第三是NO2，首污天数占比5.9%，主要出现在1月、6 月、9 月和11一12 月。偶有PMio为首污的天数出现,仅在3一5月共出现了5天,如图1所示。“十三五”期间,A市以O,为首要污染物的天数占比逐年增加，已从2 0 16 年的49.6%增加至2 0 2 0 年的76.5%。PM 2.5占比则在逐步降低，已从2 0 16 年的31.3%降低至2 0 2 0 年的15.0%。如图2 所示，该变化反映出A市O,污染逐年凸显,PM2s逐年改善的趋势。SO,NO,PMIo-COO,PM2s12月511月10月9月8月7月6月45月154月153月262月111月50510天数图12 0 2 0 年A市首要污染物污染天数月分布情况100.0INO22PMioO3PM2.580.068.1%/早?60.049.6%49.6%40.0F31.3%17.8%23.2%26.0%26.1%20.014.2%16.1%14.9%15.0%22%2%0.8%30.02016图2 2 0 16 2 0 2 0 年A市首要污染物污染天数分布情况3.2SO2从主要大气污染物状况来分析，2 0 16 2 0 2 0 年，A市S0z年均质量浓度值分别是10、119、10.8 g/m，历年均无日均值超标现象，全部达到国家年均值二级标准(6 0 g/m）,整体保持稳中向好的趋势。年均质量浓度最高值为11g/m,出现在2 0 17 年；2 0 18 年、2020年SO年均浓度达到个位数，2 0 2 0 年达历史最优,为8 g/m。与“十二五”末相比，“十三五”末的SO,年均浓度下降了33.3%。2020年，A市SO2日均质量浓度范围在515g/m之间,月均质量浓度范围在6 11g/m之间，各月份浓度均值相差不大，1一12 月质量浓度均值分别是9、8、8、10、7、6、7、7、7、9、10、11g/m，未出现日均值超标现象；最低值出现在6 月，最高值出现在12 月；全年质量浓度均值为8 g/m,均达到国家年均值二级标准（6 0 g/m);全年有效监测天数36 6d。3.3NO220162020年，A市NO,年均质量浓度分别是31、37、36、37、2 7 g/m，历年均无日均值超标现象，全部达到国家年均值二级标准（40 g/m），其中20162017年略有上升,2 0 17 2 0 19 年保持平稳，2020年有明显改善。年均质量浓度最高值为37 g/m，出现在2 0 17 年、2 0 19 年；2 0 2 0 年达到历史最优，为27g/m。与“十二五 末相比，“十三五 末的NO,年均浓度下降了12.9%。2020年，A市NO02日均浓度范围在6 7 5g/m3之间。月均质量浓度范围在18 37 g/m之间,1一12月质量浓度均值分别是33、19、2 7、34、2 5、19、18、102115218179201725、2 8、2 4、34、37 g/m，均未出现日均值超标现象；月均浓度最低值出现在7 月,最高值出现在12 月,均达到国家年均值二级标准(40 g/m);全年有效监测天数 36 6 d。23.4PMi1o42016一2 0 2 0 年,A市可吸人颗粒物(PMio)年均质152057.5%5.9%20182019年份2576.5%2020量浓度值分别是45、47、46、48、38 g/m，历年均无日均值超标现象,全部达到国家年均值二级标准(7 0 g/m)，其中2 0 16 2 0 19 年基本保持稳定,2 0 2 0 年有明显改善。年均质量浓度最高值为48 g/m,出现在2 0 19 年；2020年达到历史最优，为38 g/m。与“十二五 末相比，“十三五 末的PMio年均质量浓度下降了19.1%。2020年,A市PMio日均浓度范围在4 116 g/m3之间；月均质量浓度范围在2 0 55g/m之间，1一12月质量浓度均值分别是45、31、37、45、31、2 0、2 1、30、36、44、54、55g/m，均未出现日均值超标现象；月均质量浓度最低值出现在6 月，最高值出现在12 月，达到国家年均值二级标准(7 0 g/m);全年有效监测天数36 6 d。3.5CO2016一2 0 2 0 年，A市一氧化碳（CO)年均质量浓度值分别是12、1.1、1.1、1.1、0.9 mg/m，历年均无日均值超标现象，全部达到国家年均值二级标准（4mg/m)，其中2 0 16 一2 0 19 年保持平稳并略有下降,2 0 2 0 年有明显改善。年评价质量浓度最高值为1.2 mg/m,出现在2 0 16 年；2 0 2 0 年达到历史最优，为0.9 mg/m。与“十二五”末相比，“十三五”末的CO年评价浓度下降了18.2%。2020年,A市CO日均年度浓度范围在0.41.1mg/m之间。月评价质量浓度范围在0.6 1.1mg/m之间，112 月质量浓度均值分别是1.1、0.8.0.7、0.8、0.9.0.8、0.6、0.8.0.9.0.8 0.9.0.9 m g/m,均未出现日均值超标现象；月评价质量浓度最低值出现在7 月，最高值出现在1月，全年评价浓度为0.9 mg/m,达到国家年评价浓度二级标准（4mg/m);全年有效监测天数36 6 d。2023 年第11期3.6NO22016一2 0 2 0 年，A市臭氧（0，)年均浓度值分别是152、156、156、19 1、155g/m，除2 0 19 年外A市0,年评价浓度均已达到国家年评价浓度二级标准（16 0 g/m），且2 0 16 2 0 18 年、2 0 2 0 年评价浓度基本保持稳定。年评价质量浓度最高值为2 0 19 年的191g/m，最低值为2 0 16 年的152 g/m；日最大8小时值超标率为2 0 19 年的19.7%，最低值为2 0 2 0年的8.7%。与“十二五”末相比，“十三五 末的0，年评价浓度下降了1.3%。2020年，A市0 3日最大8 小时值范围在7 295g/m之间。月评价质量浓度范围在10 5 2 0 5g/m之间，1一12 月评价质量浓度分别是12 3、12 9、132、205、16 2、10 5、148、17 9、16 1、158、156、150 g/m，最低值出现在6 月，最高值出现在4月。各月份超标率范围在0 2 2.6%之间，1一12 月日最大8 小时值超标率分别为3.2%、3.4%、0.0、2 0.0%、12.9%、0.0.9.7%、22.6%、10.0%、6.5%、10.0%、6.5%，除3月、6 月外各月份均有不同程度超标,最高超标率出现在8 月。全年评价浓度为155g/m,达到国家年评价质量浓度二级标准(16 0 g/m);全年有效监测天数36 6 d,日最大8 小时值超标32 d,超标率8.7%。3.7PM252016一2 0 2 0 年，A市细颗粒物（PM2.5)年均质量浓度值分别是32、34、33、32、2 4g/m,历年均无日均值超标现象，全部达到国家年均值二级标准(35g/m），其中2 0 16 2 0 17 年小幅上升，2 0 17 2 0 2 0 年呈逐年改善。年均质量浓度最高值为34g/m,出现在2 0 17 年；2020年达到历史最优，为2 4g/m。与“十二五 末相比，“十三五”末的PM25年均质量浓度下降了2 7.3%。2020年，A市PM2.5日均质量浓度范围在2 106g/m之间，1一12 月质量浓度均值分别是37、27、2 4、30、18、9、10、17、2 2、2 7、32、37 g/m，月均质量浓度范围在9 37 g/m之间,月均浓度最低值出现在6 月，最高值出现在1月、12 月；仅1月出现了1天日均值超标，全年质量浓度均值为2 4g/m,达到国家年均值二级标准(35g/m);全年有效监测天数366d，日均值超标1天，超标率0.3%。2016一2 0 2 0 年A市空气质量数据见表1。4年度时空变化规律分析环境空气质量综合指数是描述城市环境空气质量综合状况的无量纲指数，它综合考虑了SO2、NO 2、PMio、PM 2.5、O 3、C O 等六项污染物的污染程度,环境空气质量综合指数数值越大表明综合污染程度越重。从“十三五”期间各项污染物的空气质量分指数来看，SO2、C O 的空气质量分指数变化不大，其中SO,的综黎细华，等：广东某工业城市空气质量变化特征分析环境空气质量标20162017 201820192020监测因子准GB30952012年均浓度二级限值p(SO2)/60(g/m)p(NO.)/(g/m)p(PMio)/(g/m)p(Co)/(mg/m)p(O,)/(g/m)p(PM25)/(g/m)空气质量优良率1%空气质量综合指数合指数占比保持在4%左右，CO的综合指数占比保持在7%左右。NOz的空气质量分指数在0.6 8 0.9 3,综合指数占比在2 0.7%2 3.1%。综合指数占比最高出现在2 0 17 年，之后逐年下降，2 0 2 0 年占比最低，表征A市NO,污染的逐步好转。PMio的空气质量分指数在0.540.69,综合指数占比在16.6%17.1%。综合指数占比基本保持不变，表征A市扬尘等大颗粒物污染变化不大。0；日最大8 小时值的空气质量分指数在0.9 5 1.19,综合指数占比在2 4.4%30.0%。分指数在2 0 16 一2 0 18 年、2 0 2 0 年基本保持不变，2 0 19 年远高于其它年份。综合指数占比自2 0 17 年逐步上升，在2 0 2 0 年出现最高值，表征A市0 污染的比重逐年加大。PM2.s的空气质量分指数在0.6 9 0.9 7,综合指数占比在2 1.4%2 4.4%。分指数在2 0 16 2 0 19 年基本保持不变,2 0 2 0 年大幅度好转。综合指数占比自2016年起逐年下降，表征A市细颗粒污染的逐年好转。总的来看，A市主要大气污染物的污染程度表现为O;PM2sNO,PMioCOSO2，且 0,已成为影响空气质量最为关键的大气污染物，如图3所示。6.002016年2017年2018年5.00F2019年一*2 0 2 0 年4.000.680.923.000.902.00-0.930.131.000.170.150.00L8.180.17SO2NO2图32 0 16 2 0 2 0 年A市主要大气污染物空气质量分指数259.表12 0 16 2 0 2 0 年A市空气质量数据年年年年年1011403170454(24 h 平均)1.2160(日最大8 h152平均350.78+0.641PMIio污染物9373647461.11.1156156323490.787.7 87.978.191.33.75 4.003.914.163.230.97k0.69￥1.19X0.910.54-0.980.690.66L0.67CO1037481.1191333240.94-0.9810.970.950.9103PM2.5827380.915524山西化工第43卷5环境空气质量变化原因分析“十三五”期间，A市启动蓝天保卫战，空气质量改善明显。建立大气污染防治指挥调度体系，着力统筹“三大结构、四大领域”长期减排和“重点区域、重点时段”短期攻坚相衔接，全面提升“人防+技防”能力，是蓝天保卫战取得胜利的关键。加强统一指挥调度，全力保障优良天数，坚持“以时保天、以天保月、以月保季、以季保年”的工作思路，每周调度重点工作进展，每月通报各镇街空气质量及任务完成排名情况。建立指挥调度工作群，迅速发布污染天气应对要求、督导发现的问题，各部门、各镇街及时启动应急、对发现问题进行查处，并及时反馈工作落实情况,形成上下联动、同频共振、整体推进的强大工作合力。推进产业绿色升级。严格新增VOCs排放，不再审批工业集聚区外的石化和化工、工业涂装、包装印刷和制鞋行业、电子元件制造等VOCs排放重点行业新建、扩建、迁建项目。推进能源结构升级。以实现煤炭消费总量压减为目标，推进龙头企业自备电厂煤改气工程实质性动工建设，推动热电联产项目实现投产，保障天然气供应稳定，降低天然气价格，率先完成天然气价格机制改革。推进交通结构调整。实施国柴油货车核心区限行、黑烟车全市限行。在市行政中心划定绿色物流片区，全天禁止柴油货车行驶。开展交通拥堵节点治理。推广新能源汽车使用，全市机关事业单位、国有企业公务租车优先选用纯电动车。6结语“十三五”期间，A市六项主要大气污染物基本呈下降趋势，仅0 3日最大8 小时浓度在2 0 19 年出现一次较大反弹。首要污染物以O3为主,其次是PM2.5,第三是NO2。研究表明A市O，浓度虽总体呈下降趋势，但0 日最大8 小时值的综合指数分指数在环境空气Analysis of Air Quality Change Characteristics in Industrial City in Guangdong Province(Guangdong Dongguan Ecological Environment Monitoring Station,Dongguan Guangdong 523009,China)Abstract:This paper takes a typical industrial city as an example,and uses the monitoring data of sulfur dioxide(SO2),nitrogen dioxide(NO2),inhalable particulate matter(PMio),ozone(O,),carbon monoxide(CO),and fine particulate matter(PM2s)of the citysstate-controlled ambient air quality automatic station from 2016 to 2020.The concentration of six major air pollutants,AQI compliancerate,the proportion of primary pollutants at all pollution levels,the trend of interannual change and the main pollution characteristics wereanalyzed.The results show that over the past 5 years,the pollution level of the main air pollutants in the city has shown a fluctuatingimprovement trend,with O,PM2sNO,PMioCOSO2.However,ozone pollution is becoming increasingly prominent,and O,has becomethe most critical air pollutant affecting air quality.By analyzing the changes in atmospheric quality in the area,targeted suggestions forimproving air quality are proposed.Key words:air quality;variation characteristics;atmospheric pollutant;ozone;PM2s质量综合指数中占比最高，且有逐年上升的趋势，表明A市O，污染的比重日益突出。反之PM2s浓度和综合指数占比都在逐年下降，说明PM2.s污染程度在逐年好转。特别是2 0 2 0 年，A市仅出现1天PM2.5超标，但出现了32 天0,超标。秋冬季属于PM25污染较严重的季节,其中以1月的污染最为严重。夏秋两季属于臭氧污染较严重的季节,其中以8 一10 月的污染最为严重。“十三五 期间，A市大力采取了产业结构调整、能源结构升级、交通结构调整等措施，全面深化了工业源、移动源、生活源、扬尘焚烧源等治理，空气质量改善明显。但在面临工业污染减排、机动车污染治理、成品油监管、非道路移动机械治理、扬尘焚烧污染等方面仍然任重而道远。1唐倩，郑博，薛文博，等.京津冀及周边地区秋冬季大气污染物排放变化因素解析 J.环境科学，2 0 2 1,42(4)：159 1-159 9.2江星涛“十三五”大气主要污染物减排思路探讨 J.科技资讯，2017,15(21):96-98.3秦卓凡，廖宏，陈磊，等.汾渭平原空气质量及气象要素对其日变化和年际变化的影响 J.大气科学，2 0 2 1,45(6)：12 7 3-12 9 1.4起赵伟，高博，卢清，等.2 0 0 6-2 0 19 年珠三角地区臭氧污染趋势 J.环境科学,42(1):9 7-10 5.5张远航，郑君瑜，陈长虹，等.中国大气臭氧污染防治蓝皮书（2 0 2 0年)Z.北京：中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会，2 0 2 0.6沈劲，杨土士，晏平仲，等.广东省臭氧污染特征及其成因分析 J环境科学与技术,2 0 2 0,43（12)：9 0-9 5.7张曙霖，林洁.珠海市2 0 17 一2 0 2 1年空气质量分析及新冠疫情对其变化的影响 J.清洗世界,2 0 2 3(6)：1-7.8张佳音，郭云飞，肖舜，等.陕西区域环境空气质量时空特征 J.中国沙漠,2 0 2 3,43(3)：36-46.9蒋争明中山市2 0 132 0 2 0 年环境空气质量变化趋势及原因分析 J.广东化工,2 0 2 3,50(5)：159-16 2.10】程国媛.我省环境空气质量改善实现新突破N.山西日报，2022-10-13.Li Xihua,Su 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