江津区大气污染物变化趋势及相关性分析

陈清莉，徐 燕，袁 媛，张 娅，郑森元

(1.重庆市江津区生态环境监测站，重庆 402260;2.重庆市江津区城镇基础设施建设服务中心，重庆 402260)

1 引言

由于大气污染对生态环境、气候和人体健康都有不利影响，因而备受学者和公众的普遍关注[1，2]，据国内外研究表明，大气污染物成分组成复杂，主要由数百种高浓度细颗粒物组成[3～5]。细颗粒物能导致能见度降低，细粒子污染导致持续性雾霾天气频繁发生，区域复合型大气污染加重[6～9]。由于区域地理位置和经济发展不平衡等原因，各地区和区域大气污染具有不同区域污染程度、空间结构和时间变化差异，主要特征污染物不一致等污染特征。江津区位于重庆市主城区西南侧，地形为丘陵+河谷类型，城区背靠艾坪山，紧邻长江形成“几”字，城区周边紧邻德感、西彭、双福、珞璜4个工业园。近年来，随着江津区经济的高度发展和城市化进程加快，能源大量消耗导致大气污染物排放量随之大幅增加，大气污染成为江津区目前面临的重要环境问题之一，大气中PM10、PM2.5、O3、NOx等物质成为影响城市大气环境质量的重要污染物。

2 数据来源和分析方法

2.1 数据来源

环境空气质量自动监测站点位于重庆市江津区城区，3个环境空气质量点位分别为：行政中心(国控)、江津一中(市控)和四牌坊小学(市控)。监测项目包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物、一氧化碳和臭氧。自动监测数据来源于重庆市生态环境局官方网站重庆市空气质量发布系统，采用自动监测系统连续采样。

2.2 评价依据

本研究评价依据参考《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中的二类标准限值。

3 结果与讨论

2021年，江津区环境空气质量优良天数291 d，比2020年减少20 d，其中“优”级95 d，优良天数比例 79.7%。主要污染物二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物浓度分别为16 μg/m3、34 μg/m3、63 μg/m3、39 μg/m3，臭氧日最大8 h滑动平均值第90百分位数浓度为157 μg/m3、一氧化碳24 h平均第95百分位数浓度为0.9 mg/m3。二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧年均浓度(臭氧日最大8 h滑动平均值第90百分位浓度)达国家环境空气质量二级标准，二氧化硫和一氧化碳年均浓度(一氧化碳 24小时平均第 95 百分位浓度)达国家环境空气质量一级标准。

3.1 可吸入颗粒物浓度变化趋势

2021年江津区可吸入颗粒物年均浓度63 μg/m3，与2020年持平，达到二级标准；可吸入颗粒物日均浓度范围13～194 μg/m3，日均浓度最大值较2020年下降41 μg/m3，最大日均值超标 0.29 倍。辖区内3个环境空气质量考核站，江津一中站较其他两站浓度偏高。可吸入颗粒物日均浓度值在11月份至次年2月份相对较高(图1)，超标情况均出现在11月份至次年2月份，最大值出现在12月份，6～10月份浓度相对较低。

图1 2021年江津区环境空气中可吸入颗粒物日均浓度变化

3.2 细颗粒物浓度变化趋势

2021年江津区细颗粒物年均浓度39 μg/m3，较2020年增加1μg/m3，超过二级标准。细颗粒物日均浓度范围 8～136μg/m3，日均值超标40 d，超标率为11.0%，最大日均值超标0.81倍。辖区内江津一中站和四牌坊小学站细颗粒物年均浓度分别超过二级标准 0.14和0.2倍，行政中心站达标。环境空气中细颗粒物日均浓度变化和可吸入颗粒物有相同的趋势(图2)，最大值出现在12月份，3～9月份没有超过二级标准的天数，这可能与春、夏季江津区雨水较多，湿度较大有关。

图2 2021年江津区环境空气中细颗粒物日均浓度变化

3.3 臭氧浓度变化趋势

2021年江津区臭氧浓度(日最大 8 h滑动平均第90百分位浓度)157μg/m3，较2020年下降8μg/m3，达到二级标准；臭氧浓度范围5～253μg/m3，日均值超标33 d，超标率为9.3%，最大日均值超标 0.58倍。辖区内3个环境空气质量考核站，江津一中臭氧浓度略高于二级标准限值，四牌坊小学站和行政中心站均达到二级标准，行政中心站臭氧浓度低于其它两个站。臭氧日最大8 h平均浓度值波动大(图3)，超标日主要集中在5～9月份，冬季浓度较低。江津地区臭氧浓度季节变化趋势比较明显，冬季臭氧浓度明显小于春季、夏季、秋季。变化趋势与其他地区有所不同，和成都地区臭氧浓度变化类似[10，11]，这可能与江津区位于四川盆地东南边缘，属中亚热带湿润性季风气候所致。

图3 2021年江津区环境空气中臭氧日最大 8 小时浓度变化

3.4 二氧化氮浓度变化趋势

2021年江津区二氧化氮年均浓度34μg/m3，较去年增加1μg/m3，达到二级标准。日均浓度范围12～73μg/m3，日均浓度最大值较去年下降4μg/m3。辖区内3个环境空气质量考核站，四牌坊小学站二氧化氮浓度略高于其它2个站点。二氧化氮日均浓度值波动大(图4)，浓度最大值出现在12月份，6～10月份浓度相对较低，与臭氧浓度变化趋势相反，可能夏季臭氧形成消耗了大气环境中的二氧化氮，使二氧化氮浓度降低，臭氧浓度与气象因素的关系密切，O3浓度随太阳辐照、温度增高有明显的增加趋势，高温低湿有利于臭氧的形成[12,13]。

图4 2021 年江津区环境空气中二氧化氮日均浓度变化

3.5 二氧化硫浓度变化趋势

2021年江津区二氧化硫年均浓度16μg/m3，较上一年上升2μg/m3，达到一级标准；二氧化硫日均浓度范围7～32μg/m3；日均浓度最大值较去年上升5μg/m3。辖区内3个环境空气质量考核站，四牌坊小学站较其他2站浓度偏高。二氧化硫1～3月份，8～10月份日均浓度最大值相对较低。

3.6 一氧化碳浓度变化趋势

2021年江津区一氧化碳年均浓度(一氧化碳24 h平均第95百分位浓度 )0.7 mg/m3，较去年下降0.1 mg/m3；一氧化碳日均浓度范围0.3～1.2 mg/m3，均达到一级标准。辖区内3个环境空气质量考核站一氧化碳年均浓度值均达到一级标准，四牌坊小学站较其他2站浓度偏低。一氧化碳日均浓度值波动较为平缓，日均浓度值均在二级标准以内。

3.7 环境空气污染物相关性分析

对环境空气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物、臭氧、一氧化碳6项监测因子进行相关性分析发现(表1)，臭氧和可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮呈极显著负相关，可吸入颗粒物、二氧化氮、细颗粒物呈极显著正相关[12]。

表1 江津区环境空气污染物相关性分析

4 结论

(1)江津区环境空气中首要污染物以细颗粒物和臭氧为主，两者占比相差不大，可吸入颗粒物、二氧化氮次之。可吸入颗粒物、细颗粒物污染主要集中在春冬季，二氧化氮、臭氧污染主要集中在夏秋季。全年未出现一氧化碳、二氧化硫为首要污染物的污染天气。

(2)辖区内老城(江津一中、四牌坊小学站)片区整体污染较重，行政中心站区域空气质量整体处于相对较好的区域。

(3)臭氧与可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮呈极显著负相关，可吸入颗粒物、二氧化氮、细颗粒物呈极显著正相关。