佳木斯市2010～2018年大气污染物浓度时间变化特征分析①

朱会丽，吴晓龙，陈一鸣，赵海莉，于 萍，计星宇，鲁 彦

(1.佳木斯大学公共卫生学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.郑州大学公共卫生学院，河南 郑州 450000;3.佳木斯生态环境监测中心，黑龙江 佳木斯 154007)

城市的发展离不开环境问题，大气污染防治工作已经成为全社会高度关注的问题。习近平总书记在党的十九大报告中指出，持续实施大气污染防治行动计划，打赢蓝天保卫战[1]。因此，了解和掌握城市大气污染物的时间分布特点，对于进行本地化大气污染防治工作具有重要意义；也是实现蓝天保卫战的理论基础。本文重点研究了空气质量较好城市佳木斯市大气污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的时间分布特征，从环境卫生学角度评价大气质量，研究结果对佳木斯市的大气环境污染防治工作的可持续性发展和市民健康有积极的影响。

1 资料与方法

1.1 数据来源

4种典型大气污染物分别为PM10、PM2.5、SO2、NO2，浓度数据资料来源于佳木斯市生态环境局及天气后报网(http://www.tianqihoubao.com/)。

1.2 研究内容

(1)大气污染物时间特征：收集污染物2015～2018年PM2.5日平均浓度。分析污染物日、月、季节，采暖期与非采暖期(采暖期为每年10月15日～次年4月15日)，年度的时间趋势。(2)大气污染物评价：根据环境空气质量标准(GB 3095-2012)[2]进行比较，并进行环境卫生学评价，结合当地实际情况提出相关建议。

1.3 统计学方法

采用SPSS19.0分析软件，采用Min、Max、M、Q来描述大气污染物浓度的变化。

2 结果

2.1 日平均浓度特征

研究期间佳木斯市城区大气污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的日平均浓度分别为31.11μg/m3、49.91μg/m3、13.02μg/m3、18.16μg/m3，均未超过国家二级标准。见表1。

表1 2010～2018年佳木斯市城区大气污染物日平均浓度(μg/m3)

2.2 年度变化特征

研究期间，佳木斯市城区PM2.5、PM10、SO2、NO2历年年平均浓度未超过国家二级标准。污染物SO2浓度呈现年度下降趋势；PM2.5、PM10、NO2年浓度呈现降低-增高-降低趋势，污染物PM10、NO2增高年份集中在2014年；PM2.5增高年度集中在2017年。见表2。

表2 佳木斯市大气污染物年际变化特征

2.3 季节性变化特征

研究期间，佳木斯市城区PM10、PM2.5、SO2、NO2季节浓度变化呈现不对称的“V型”，表现为春季向夏季过渡过程中，季节浓度逐渐降低；夏季向秋季、冬季过渡过程中季节浓度逐渐升高，到冬季时达到最高浓度。其中NO2季节波动较平缓，PM10、PM2.5、SO2季节波动较大。见图1～4。

图1 2010～2018佳木斯市城区PM10 季节浓度变化

图2 2015～2018佳木斯市城区PM2.5 季节浓度变化

图3 2010～2018佳木斯市城区SO2季节浓度变化

图4 2010～2018佳木斯市城区NO2季节浓度变化

2.4 月变化特征

研究期间，佳木斯市城区PM10、PM2.5、SO2、NO2月平均浓度变化呈现不对称的“U型”，表现为从1月份开始逐渐下降，到8、9月份下降达最低水平，然后逐渐上升；其中NO2浓度波动较平缓，PM10、PM2.5、SO2浓度波动较大。见图5～8。

图5 2010～2018年佳木斯市城区PM10 月平均浓度

图6 2015～2018年佳木斯市城区PM2.5 月平均浓度

图7 2010～2018年佳木斯市城区SO2月平均浓度

图8 2010～2018年佳木斯市城区NO2月平均浓度

2.5 采暖期与非采暖期平均浓度变化

在研究期间，佳木斯市城区大气污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2日平均浓度均为采暖期高于非采暖期。见表3。

表3 2010～2018年采暖期与非采暖期佳木斯市城区大气污染物平均浓度比较

2.6 PM2.5/PM10和SO2/NO2的变化特征

PM2.5PM10比值是衡量颗粒物污染程度的指标，其在0.3～0.4污染较轻，在0.5～0.7污染较重[3,4]；研究期间，PM2.5/PM10的年均值分别为0.62、0.63、0.62和0.58，说明佳木斯市来自于颗粒物的污染状况较重，但呈逐年好转趋势；总体来看，PM2.5/PM10历年的月变化趋势较为一致， 5～9月份较低，1月、2月、11月、12月较高。

SO2/NO2比值初步判断污染的来源，比值越高，固定污染源的贡献率越高；反之，移动污染源的贡献率越高[5]；研究期间，佳木斯市SO2/NO2值逐年下降，分别为1.27、1.15、0.94、1.01、0.96、0.71、0.46、0.41、0.33，佳木斯市大气污染源正逐步由固定污染源污染为主向移动源污染为主过渡；不同月份SO2/NO2差别较大，在0.18～1.97;总体来看，SO2/NO2历年的月变化趋势较为一致， 1月、2月、11月、12月最高。见表4。

表4 2010～2018年佳木斯市城区SO2/NO2变化特征

4 讨论

佳木斯市近年来城市化发展进程加快，大气污染物的来源主要为燃煤燃烧、机动车尾气、道路扬尘、工地建筑、秸秆限期燃烧等，通过对佳木斯市市区2010～2018年大气监测数据的分析，佳木斯市空气质量总体良好，典型大气污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2年均值、日均值能达到二类功能区标准要求，有一定环境容量；各污染物月均值、季节均值、不同采暖期均值变化呈现一定的规律，污染较重的月份集中在冬春季采暖期；来自颗粒物的污染也集中在采暖期最严重，污染源由固定污染源向移动污染源过渡；大气污染呈现复合性污染特征。

佳木斯市冬季的采暖期为6个月，由于供暖期长，采暖期供热燃煤量急增；加之来自交通工具的尾气的一年四季的释放，以及农民违规无组织燃烧秸秆[6]，因此出现大气污染物冬季采暖期浓度最高，超标日也集中在冬季。气象因素对大气污染物的排放、强度、扩散也会产生影响，由于佳木斯市逆温天气主要出现在1、2、11、12月，因此出现冬春季节污染物浓度较高的现象，空气质量不达标天气也主要出现在这几个月当中[7]。有关部门的道路建设、城市园林建设一定程度上改善了移动污染源对环境产生的影响，但是随着私家车保有量的不断提高，同时在研究期间佳木斯市直通哈尔滨市的城际高铁的建设过程中，由于部分路段封闭，导致车辆集中到几个路段，造成拥堵，汽车尾气污染急剧加重，并在一年四季浓度变化比较平稳，波动不大[8]。

佳木斯市区环境空气质量总体良好，仅在供热期呈现轻度污染。为保持现有环境质量状况，建议相关部门加强城市绿化，集中供暖，改造锅炉，改进燃料品质，控制汽车保有量增长率，同时发展公共交通系统绿色出行，提倡使用新能源交通工具，规范地域性的秸秆燃烧，将秸秆进行二次利用，并强化各种污染物的排放标准。