毕节市中心城区大气污染物时空分布特征分析_余艳.pdf

毕节市中心城区大气污染物时空分布特征分析(毕节市生态环境突发事件应急中心,贵州 毕节 551700)摘要:为研究毕节市中心城区大气环境污染现状，利用 20192021 年毕节市中心城区 3 个国控监测站点的 6 项基本污染物以及 AQI 监测数据，采用趋势分析法，对毕节市中心城区各污染物浓度的时空分布特征进行了分析。结果表明：20192021 年毕节市中心城区 PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2年平均浓度整体呈下降趋势，O3年平均浓度呈上升趋势。PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2浓度月变化大致呈“U”型分布，O3浓度月变化呈倒“U”型。PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2浓度季节变化规律为冬季最高、春秋季次之、夏季最低；O3浓度季节变化特征为春 夏 秋 冬。PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2污染物浓度空间分布整体上为八中站点相对较高，长征村站点最低；O3浓度在长征村站点最高，八中站点最低。关键词:毕节；大气污染物；时空分布特征中图分类号:X51 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)01-0019-04Abstract:In order to study the current situation of atmospheric environmental pollution in the central urban area of Bijie,the spatial and temporal distribution characteristics of each pollutant concentration in the central urban area of Bijie are analyzed by trend analysis method based on the monitoring data of six basic pollutants and AQI collected from three state control monitoring stations during 2019-2021.The results shows as follows:From 2019 to 2021 in the downtown area of Bijie,the annual average concentrations of PM2.5,PM10,SO2,CO and NO2 showed a decreasing trend,while that of O3 showed an increasing trend.The monthly variation of PM2.5,PM10,SO2,CO and NO2 concentrations presents a U-shaped distribution,while that of O3 concentration presents an inverted U-shaped distribution.The seasonal variation of PM2.5,PM10,SO2,CO and NO2 concentrations is the highest in winter,followed by spring and autumn,and the lowest in summer.The seasonal variation of O3 concentration is the highest in spring,followed by spring and autumn,and the lowest in winner.The spatial distribution of PM2.5,PM10,SO2,CO and NO2 pollutants is relatively higher in Bazhong Station,and the lowest in Changzheng Village.The concentration of O3 is the highest in Changzheng Village station and the lowest in Bazhong.Key words:Bijie;air pollutants;spatial and temporal distribution characteristicsAnalysis of the Spatial and Temporal Distribution Characteristics of Air Pollutants in the Central Urban Area of Bijie CityYU Yan(Bijie Ecological Environment Emergency Response Center，Bijie 551700,China)0引言随着工业化和城镇化进程的不断深入，毕节市城市人口大幅增长，工业和交通能源消耗不断增加，毕节市中心城区大气环境问题日益凸显。近年来，为了有效防治大气污染，改善环境空气质量，已有学者对毕节市中心城区大气污染物防治及时空分布特征做了相关方面的研究，如徐萌等1研究 2015年毕节市区大气污染物时空分布特征，提出了大气污染物 SO2、PM10、NO2、PM2.5、CO 的月浓度都呈“”型单谷变化趋势，而 O3的月浓度则为单峰变化趋势；大气污染物 SO2、PM10、NO2、PM2.5、CO浓度的季节变化为冬季最高、夏季最低，O3浓度的收稿日期：2022-12-23 作者简介：余 艳（1981），女，工程师，研究方向：环境治理。Vol.36 No.1202303第 36 卷 第 1 期202303HEILONGJIANG HUANJING TONGBAO黑 龙 江 环 境 通 报余 艳20第 36 卷图 1 2019-2021年间毕节市中心城区 PM2.5和 O3月变化特征（a）（b）季节变化则为春季最高、冬季最低。刘文盛等2分析出毕节市城区空气污染物分布特征为：SO2月均值走向呈弓箭型，冬春高、夏秋低；NO2和 PM10月平均浓度值呈峰谷型变化。张春鑫等3研究了毕节市中心城区大气颗粒物 PM2.5的显微形貌特征，提出了 PM2.5的主要来源为燃煤尘、机动车尾气尘、建筑水泥尘、工业粉尘、土壤尘和道路扬尘等。但总体而言，目前少有针对毕节市中心城区多种大气污染物长时间序列的污染状况评价和趋势分析。本研究以毕节市中心城区大气污染物 PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3为研究对象，通过统计分析毕节市中心城区 20192021 年国控监测站点 6 项基本污染物与 AQI 实时监测数据，开展对毕节市中心城区长时间序列的大气污染物浓度的时空分布特征分析，以期为“十四五”时期毕节市中心城区推进 PM2.5和O3协同控制，深入打好蓝天保卫战提供数据基础和理论依据。1资料与研究方法1.1 研究区域毕节市位于贵州省西北部、云贵川三省交界，中心城区所在区域属中山地貌类型，地势西高东低。属亚热带湿润季风气候，冬无严寒、夏无酷暑，冬季平均气温为 3.7，夏季平均气温为 20.6，日照率为 31%，年平均降雨量为 885.6mm，是国家“西电东送”的重要能源基地。1.2 监测点位毕节 市中心城区共设 置了3 个大气污染物国控监测站点，分别是：学院路师专站点（东经1051836，北纬 271725）、天河路八中站点（东经 1051711，北纬 271845）、东辰实验高中长征村站点（东经 1053640，北纬273528）。1.3 数据来源与处理方法本文大气污染物浓度数据源于贵州省环境质量监测数据管理系统，主要监测指标为 PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3，时间跨度为 2019 年 1 月 1 日至 2021 年 12 月 31 日，共 计 1 096d。本 文 利 用Excel，分别对以上六项基本污染物的小时监测数据、日均值、月均值、季均值数据进行整理统计，分析6 项基本污染物的时空分布特征，并计算空气质量指数（AQI）以判断大气污染情况。2结果与讨论2.1 中心城区大气污染物浓度月变化特征分析通过 Excel，对毕节市中心城区 3 个国控监测站点的日均值数据进行统计分析，计算得出毕节市中 心 城 区 20192021 年 PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3浓度的月均值。通过 Excel 作图可知，毕节市中心城区大气污染物 PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO浓度的较高值出现在 1 月、12 月，其次是 2 月，较低值出现在 6 月、7 月；O3浓度的较高值出现在 3月、4 月，其次是 8 月，较低值出现在 1 月、12 月。20192021 年，毕节市中心城区大气污染物 PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO 浓度的月变化特征相似，大致呈“U”型分布；O3月浓度变化趋势大致呈倒“U”型。毕节市中心城区大气污染物月变化特征以 PM2.5、O3为代表，如图 1 所示。2.2 中心城区大气污染物浓度季节变化特征分析为分析研究毕节市中心城区大气污染物季节变化特征，采用分季节的方法对各项大气污染物监测数据进行分析。季节的划分依据气象学方法，将毕节市的四季划分为春季（35月）、夏季（68月）、秋季（911 月）、冬季（12 月翌年 2 月）。将黑 龙 江 环 境 通 报21第 1 期余 艳：毕节市中心城区大气污染物时空分布特征分析毕节市中心城区 20192021 年各项污染物的日均值浓度按季节进行统计和分析，分别得到春、夏、秋、冬四季各污染物浓度的季节均值。如图 2 所示，20192021 年毕节市中心城区 PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO 浓度的季节变化规律相似，均为冬季最高、春秋季次之、夏季则相对最低；O3季节平均浓度最高值出现在春季，最低值出现在冬季，呈现春、夏、秋、冬四季递减态势。PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2浓度呈现季节性变化的主要原因为毕节市中心城区秋冬季节受秸秆焚烧、采暖散煤燃烧、烟花爆竹燃放等因素，加上冬季毕节市受北方冷气流和西南暖气团的影响，时常出现逆温天气，稳定的气象条件不利于大气污染物扩散，致使污染物积累而浓度偏高4，而夏季的气象条件有利于大气污染物的垂直输送与对流扩散。并且，降水对大气污染物具有明显清除作用5。此外，SO2、NO2、CO 与空气中的水以及其他物质经过一系列的化学反应会形成硫酸根离子、硝酸根离子和碳酸根离子，使空气中污染物浓度降低6。O3浓度呈现春 夏 秋 冬的变化特征，其原因为毕节市春季气温上升较快，太阳紫外辐射增强，有利于生成O3的光化学反应发生，另外，在春季植被大量生长萌发，排放大量 VOCs，这些植物 VOCs 与 NOx 发生一系列光化学反应生成O3，因此春季O3浓度较高。夏季由于雨水较多(59 月降水量约占全年降水量的 80%),对大气中的 O3有清除作用，所以毕节市夏季 O3浓度比春季略低。已有研究指出液态含水量可能是影响大气中 O3浓度的最关键因子7。秋季过后随着气温降低，太阳辐射减弱，生成 O3的大气光化学反应减弱，毕节市中心城区冬季 O3浓度最低。2.3 中心城区大气污染物浓度年变化特征分析根 据 2019-2021 年 毕 节 市 中 心 城 区 PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3年 平 均 浓 度 值，计 算2019、2020、2021 年与 2018 年的同比增长率，如表 1 所示。从 表 1 可 以 看 出，2021 年 相 对 于 2018 年SO2、CO、NO2浓度同比增长率分别为-27.3%、-33.3%、-22.2%，整体呈下降趋势；PM2.5、PM10浓度在 20192020 年间整体呈下降趋势，2021 年相 对 2018 年 PM2.5、PM10浓 度 同 比 增 长 率 分 别为-7.4%、-23.9%；O3浓度在 2019202