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(聊城大學(xué) 環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252000)

【理工園地】

聊城市大氣污染變化特征研究*

郭慶春1，袁悅2，劉芳芳3，高芮4，張淑文5，姜洪瑞6

(聊城大學(xué) 環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252000)

利用聊城市2014-2016年空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法，分析了空氣質(zhì)量年、季、月變化特征，結(jié)果表明：從年際變化來看，空氣質(zhì)量指數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì)，空氣質(zhì)量同時(shí)具有明顯的季節(jié)變化，夏季空氣質(zhì)量最好，冬季最差，空氣質(zhì)量還具有明顯的月變化，8月份空氣質(zhì)量最好，12月最差。

大氣污染；空氣質(zhì)量指數(shù)；空氣質(zhì)量

大氣污染已成為國家和人民群眾十分關(guān)注的問題，倍受各級(jí)政府的重視。重度和嚴(yán)重的空氣污染會(huì)導(dǎo)致空氣污濁和能見度下降，不僅能危害人們的正常生活，甚至能威脅身心健康，空氣污染已成為中國各大城市關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題[1]。了解城市空氣質(zhì)量現(xiàn)狀對(duì)于揭示空氣質(zhì)量的演變規(guī)律、控制城市大氣污染、保證城市穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義。

聊城地處魯西平原，是山東省的西大門，毗鄰河南、河北，位于華東、華中、華北三大區(qū)域交界處，地勢(shì)西南高、東北低，海拔高度約27.5-49.0米，全市總面積約8715平方公里。氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，具有顯著的季節(jié)變化和季風(fēng)氣候特征。聊城春季干旱多風(fēng)；夏季高溫多雨，雨熱同季；秋季天高氣爽，氣溫下降快。聊城市年平均氣溫約為13.1℃，年平均降水量約578.4毫米，全年降水近70%集中在夏季，夏季易出現(xiàn)局部?jī)?nèi)澇。秋季雨量多于春季，春季干旱發(fā)生頻繁，冬季降水最少，只占全年的3%左右。聊城是中國蔬菜第一市，是國家歷史文化名城，中國優(yōu)秀旅游城市，中國溫泉之城，國家園林城市，國家衛(wèi)生城市，雙擁模范城，國家環(huán)保模范城。聊城城區(qū)獨(dú)具“江北水城”特色，素有“中國北方的威尼斯”之稱。 2016年12月7日，聊城被列為第三批國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點(diǎn)地區(qū)。

一、資料來源及方法

1.空氣質(zhì)量指數(shù)

空氣質(zhì)量指數(shù)(Air Quality Index，簡(jiǎn)稱AQI)是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》(HJ 633-2012)規(guī)定：空氣污染指數(shù)劃分為0-50、51-100、101-150、151-200、201-300和大于300六檔，對(duì)應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個(gè)級(jí)別，指數(shù)越大，級(jí)別越高，說明污染越嚴(yán)重，對(duì)人體健康的影響也越明顯。參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六項(xiàng)。而API分級(jí)計(jì)算參考的標(biāo)準(zhǔn)是老的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996)，評(píng)價(jià)的污染物僅為SO2、NO2和PM10等三項(xiàng)，且AQI采用分級(jí)限制標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)。因此AQI較API監(jiān)測(cè)的污染物指標(biāo)更多，其評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀。

2.資料來源

聊城市空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)來源于環(huán)境保護(hù)部中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全國城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)發(fā)布的各類污染數(shù)據(jù)，包括各類污染物小時(shí)濃度值、日均濃度值以及空氣質(zhì)量指數(shù)( AQI) 等。

3.方法

采用統(tǒng)計(jì)方法分析了聊城市空氣質(zhì)量AQI 指數(shù)年、季、月的變化特征及變化趨勢(shì)。

二、聊城市大氣污染年變化特征

對(duì)聊城市AQI 指數(shù)逐年變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，AQI 指數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì)。如圖1所示。

圖1 2014年-2016年聊城市AQI年變化圖(AQI無量綱)

2014年，聊城市城區(qū)環(huán)境空氣中首要污染物為細(xì)顆粒物(PM2.5)，污染負(fù)荷系數(shù)為46.4%，次要污染物為可吸入顆粒物(PM10)，污染負(fù)荷系數(shù)為29.1%，二氧化硫污染負(fù)荷系數(shù)為14.2%，二氧化氮污染最輕，污染負(fù)荷系數(shù)為10.3%。二氧化硫、二氧化氮、細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)的年均值分別為0.053毫克/立方米、0.050毫克/立方米、0.099毫克/立方米和0.177毫克/立方米，二氧化硫、二氧化氮濃度年均值符合國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)濃度年均值均超出國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2015年聊城市城區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物依次為細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化氮、二氧化硫；以四季度污染最重、三季度最輕；采暖期污染程度明顯高于非采暖期；主要污染物細(xì)顆粒物及可吸入顆粒物在12月份形成全年污染最重月份，在8月份污染最輕。2016年聊城市“藍(lán)天白云，繁星閃爍”天數(shù)為174天，同比增加29天；優(yōu)良天數(shù)為144天，比例為39.3%，同比增加11天。主要污染物中PM2.5年均值濃度為86μg/m3，同比改善14.9%；PM10年均值濃度為151μg/m3，同比改善8.5%；SO2年均值濃度為31μg/m3，同比改善24.4%；N02年均值濃度為42μg/m3，同比改善4.5%。環(huán)境空氣質(zhì)量實(shí)現(xiàn)持續(xù)改善。2016年聊城市環(huán)境空氣質(zhì)量顯著改善，主要是因?yàn)獒槍?duì)冬季氣象擴(kuò)散條件不利、取暖季節(jié)污染物排放量大的特點(diǎn)，聊城于2016年10月至2017年1月開展了大氣污染防治“百日攻堅(jiān)戰(zhàn)”行動(dòng)，深入實(shí)施了治燃煤、治爐窯、治揚(yáng)塵、治油煙、治焚燒、治裸土、治尾氣和治異味等八個(gè)專項(xiàng)行動(dòng)。聊城市近年來加強(qiáng)了對(duì)空氣污染的治理，已取得明顯的效果。

三、聊城市大氣污染季節(jié)變化特征

聊城市大氣污染季節(jié)變化特征如圖2所示。

圖2 2014年-2016年聊城市AQI季節(jié)變化圖(AQI無量綱)

聊城市夏季空氣質(zhì)量最好，AQI平均值約為98.22，冬季空氣質(zhì)量明顯較差，AQI平均值約為171。春秋季介于冬夏季之間，但春季空氣質(zhì)量指數(shù)比秋季大，聊城市AQI 指數(shù)平均值基本符合這樣的規(guī)律：夏季<春季<秋季<冬季。

造成上述情況的原因是夏季太陽輻射強(qiáng)，地面增溫加快，常在近地面層形成不穩(wěn)定層，容易產(chǎn)生空氣垂直運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣[2]，而且不易形成逆溫層，即使逆溫層存在時(shí)間也比較短，空氣質(zhì)量較好；而冬季太陽輻射弱，日照時(shí)間較短，氣溫低，大氣較穩(wěn)定，易形成逆溫且維持的時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)污染物的擴(kuò)散不利，而且北方城市冬季處于采暖期，燃料消耗量大，污染物排放量大，更加劇了大氣污染[3]；春季污染較重是由于聊城市地處黃河沖擊平原，春季冷空氣活躍，風(fēng)速大，氣溫回暖，地表植被覆蓋度差，容易引起沙塵天氣，使API 平均值增加[4-5]。

四、聊城市大氣污染月變化特征

聊城市大氣污染月變化特征如圖3所示。

圖3 2014年-2016年聊城市AQI1-12月變化圖(AQI無量綱)

從聊城市月分布上看，AQI月平均最高值在12月，平均值約為186.6，AQI月平均濃度最低值在8月，AQI平均值約為97.3，8月份空氣質(zhì)量狀況屬于良，從整體變化趨勢(shì)看，從1月到8月為下降趨勢(shì)，9月開始明顯上升。

五、結(jié)論

聊城市冬季取暖造成燃煤排放急劇增加，且聊城市具有風(fēng)力較弱、靜風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)特點(diǎn)，污染物不易擴(kuò)散導(dǎo)致嚴(yán)重的灰霾現(xiàn)象。

(1)聊城市AQI 指數(shù)年均值呈先上升后下降趨勢(shì)，2016年聊城市環(huán)境空氣質(zhì)量顯著改善，主要因?yàn)殚_展了大氣污染防治“百日攻堅(jiān)戰(zhàn)”行動(dòng)，加強(qiáng)了對(duì)空氣污染的治理。

(2)聊城市均是夏季空氣質(zhì)量最好，冬季空氣質(zhì)量最差，春秋季介于冬夏季之間。

(3)聊城市AQI從1月到8月為下降趨勢(shì)，9月開始明顯上升，AQI月平均最高值在12月， AQI月平均濃度最低值在8月。

[1]談建國，等.上海城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)(日?qǐng)?bào))業(yè)務(wù)系統(tǒng)探討[J].氣象，2001(6):33-35.

[2] 潘虹梅，等. 基于API 方法的城市大氣污染評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理，2008(2): 178-180．

[3] 耿敏，等. 青島地區(qū)沙塵天氣特征分析[J]. 山東氣象，2006，26(4): 6-8.

[4] 杜吳鵬，等. 沙塵天氣對(duì)我國北方城市大氣境質(zhì)量的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2009(9): 1021-1026.

[5] 董繼元，等. 降水對(duì)中國部分城市空氣質(zhì)量的影響分析[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2009(12): 43-48.

[責(zé)任編輯張宇龍]

ResearchontheVariationCharacteristicsofAirPollutioninLiaocheng

Guo Qingchun, Yuan Yue, Liu Fangfang, Gao Rui, Zhang Shuwen,Jiang Hongrui

(Liaocheng University, Liaocheng 252000)

Based on air quality data of Liaocheng in 2014-2016, the variation characteristics of air quality in liaocheng are analyzed by using of statistical method. The results showed that the annual variation characteristics of air quality index first increased and then decreased. Obviously seasonal variation characteristics of air quality: the air quality in summer is the best, the worst is in winter. Monthly variation characteristics of air quality: the best is in August, the worst is in December.

Air Pollution; Air quality index; Air quality

2017-03-23

1.郭慶春(1979— )，山東省聊城市人，聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院講師，博士；2.袁悅(1995— )，女，山東省菏澤市人，聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院本科生；3.劉芳芳(1994— )，女，山東省菏澤市人，聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院本科生；4.高芮(1996-)，女，山東省青島市人，聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院本科生；5.張淑文(1996— )，女，山東省濟(jì)南市人，聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院本科生；6.姜洪瑞(1995— )，山東省青島市人，環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院本科生。

本文系聊城大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助(項(xiàng)目編號(hào)：CXCY2016061)；陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目 (項(xiàng)目編號(hào)：15JK1058)階段性研究成果之一。

X51

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1008-4649(2017)03-0090-04