李昌龍

（徐州市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 徐州 221002）

2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀分析

李昌龍

（徐州市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 徐州 221002）

本文采用環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)法和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)法對2013-2016年徐州市環(huán)境空氣中主要污染物（SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5）的監(jiān)測資料進行評價，分析徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀、污染物特征以及季節(jié)性變化趨勢。結(jié)果表明：2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣達到二級以上的天數(shù)為893 d，優(yōu)良率為61.9%；其中2016年優(yōu)良率達65.0%，較2013年上升11.4%；徐州市區(qū)空氣質(zhì)量呈現(xiàn)夏季較好，秋季和春季次之，冬季最差的季節(jié)性變化特征；在春季和秋季，PM10和PM2.5為主要污染物，夏季O3為主要污染物，冬季PM2.5為主要污染物。2013-2016年徐州市區(qū)空氣中PM10和PM2.5年均濃度均超過國家空氣質(zhì)量二級標準。

空氣質(zhì)量；污染物；空氣質(zhì)量指數(shù)；綜合指數(shù)；首要污染物

大氣環(huán)境質(zhì)量是城市環(huán)境質(zhì)量的重要組成部分，也是城市可持續(xù)發(fā)展的基礎。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程加快，機動車保有量持續(xù)增加，大氣環(huán)境問題日益突出，特別是重污染天氣頻發(fā)嚴重危害人類的健康。大氣中的細顆粒物通過人體呼吸進入肺部，可導致呼吸系統(tǒng)和心腦血管等疾病[1]。我國大氣顆粒物污染特點表現(xiàn)為：細顆粒物污染逐步加重，呈復合型污染特征[2-3]。薛帥征等指出，鄭州市空氣質(zhì)量夏季最好，秋、春季次之，冬季最差，具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律[4]；劉正實等指出，受城市建設、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、氣象條件、交通尾氣的影響，渝北區(qū)空氣質(zhì)量的首要污染物為PM2.5[5]；徐蕾通過2005-2009年的監(jiān)測數(shù)據(jù)指出，徐州市區(qū)空氣污染以煤煙型為主，PM10是影響環(huán)境空氣質(zhì)量的首要污染物[6]。本文根據(jù)2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)法和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）法分析了徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀、污染物特征以及季節(jié)性變化趨勢，為當?shù)卣槍π缘亻_展污染物治理、大氣環(huán)境質(zhì)量精細化管理提供依據(jù)[7-9]。

1 區(qū)域概況

徐州位于江蘇西北部內(nèi)陸地區(qū)，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年均降水量650～850 mm，降雨量較少，且集中分布在7、8月份。徐州地處中心黃泛區(qū)，沙淤土壤特質(zhì)明顯，顆粒物污染負荷比大，隨著城市建設的加快，徐州市區(qū)在建和施工的工地較多，裸土面積較多，空氣干燥，客觀上極易產(chǎn)生揚塵。徐州市周圍多面環(huán)山，這相當于一個局部小盆地，整體不利于污染物的擴散；靜穩(wěn)條件下，污染物更容易持續(xù)累積，污染加重。徐州市作為內(nèi)陸資源型工業(yè)城市，以能源和資源消耗型為主，煤炭、電力、冶金、焦化、建材、重工業(yè)為等傳統(tǒng)行業(yè)為經(jīng)濟支柱，煤的消費總量過大，年消耗煤炭4 500～5 500萬t，電煤比重僅為48%。進入冬季采暖期后，燃煤量特別是散煤量上升，污染物排放量增加，空氣污染加重。另外，受冷空氣前鋒東移南下影響，京津冀及周邊區(qū)域的污染物容易傳輸至本市，與本地積累的污染物疊加，加重了空氣污染程度[10-11]。

2 結(jié)果與討論

2.1 資料來源

徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量由黃河新村等7個國控站點的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評價，點位分布如圖1所示。各監(jiān)測點2013年開始按照《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設技術(shù)規(guī)范（試行）（HJ664-2013）》的要求開展SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5 6種污染物的監(jiān)測，各污染濃度值、空氣質(zhì)量分指數(shù)以及空氣質(zhì)量指數(shù)在徐州市空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）發(fā)布平臺（http://218.3.235.59:8023/）逐時對公眾發(fā)布。

圖1 徐州市區(qū)環(huán)境空氣自動監(jiān)測點位分布

2.2 空氣質(zhì)量指數(shù)法評價

2.2.1 空氣質(zhì)量概況

由表1可知，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）評價，2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣實際有效監(jiān)測天數(shù)共計1 443 d，達到二級以上的天數(shù)為893 d，優(yōu)良率61.9%；輕度污染和中度污染天數(shù)分別為363 d和97 d，占比25.2%和6.7%；出現(xiàn)重度污染和嚴重污染日共有90 d，占比6.2%；其中嚴重污染日11 d。另外，2014年和2016年優(yōu)良天數(shù)最多，均為238 d，比2015年同期增加13 d；比2013年同期增加46 d。大氣重污染天數(shù)2013年最多，共有37 d，比2015年增加17 d，比2014年增加20 d，比2016年增加21 d。

表1 徐州市區(qū)2013-2016年環(huán)境空氣質(zhì)量類別統(tǒng)計

2.2.2 空氣質(zhì)量月變化

2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量類別和優(yōu)良率的月變化如圖2所示。從圖2可知，2013-2016年徐州市區(qū)1月、2月和12月優(yōu)良率均較低，優(yōu)良率在50%以下；7-9月份優(yōu)良率較高，優(yōu)良率均在75%以上；以3-5月為春季，其余季節(jié)依次類推，優(yōu)良天數(shù)分別為227 d、289 d、262 d和115 d；優(yōu)良率分別為63.8%、79.2%、72.4%和31.9%。2013-2016年徐州市區(qū)出現(xiàn)重污染日的天數(shù)共計90 d，首要污染物有88 d為PM2.5，2 d為PM10；其中1月出現(xiàn)30 d，占比32.2%；12月份出現(xiàn)27 d，占比29.0%；按季節(jié)進行統(tǒng)計，有69 d出現(xiàn)在冬季，占比74.2%，首要污染物均為PM2.5。另外，2013年和2014年5、6月份優(yōu)良率明顯較低，特別是2013年6月僅為30.0%，并出現(xiàn)6 d的重污染日，首要污染物為PM2.5；這主要是因為5、6月份徐州市及周邊地區(qū)進入麥收季節(jié)，麥收作業(yè)過程造成顆粒物濃度升高，并且局地焚燒秸稈的現(xiàn)象造成重度污染過程的出現(xiàn)。在相關(guān)部門加強管理采取有關(guān)措施之后，秸稈焚燒問題得到有效解決，2015和2016年6月沒有出現(xiàn)重污染日，優(yōu)良率分別為70.0%和73.3%，有較明顯提高。徐州市區(qū)空氣質(zhì)量呈現(xiàn)夏季空氣最好，秋季和春季次之，冬季最差的季節(jié)性變化特征。

圖2 2013-2016年徐州市區(qū)空氣質(zhì)量類別和優(yōu)良率月變化

2.2.3 首要污染物變化情況

表2 2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中首要污染物分布情況

2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中首要污染物的月變化如表2所示。2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中出現(xiàn)首要污染物的天數(shù)共計1 359 d，主要污染物為PM2.5、PM10、O3-8h、NO2和SO2，各污染物成為首要污染物的天數(shù)分別為574 d、456 d、343 d、13 d和3 d，占比分別為42.2%、33.6%、24.2%、0.96%和0.22%。以3-5月為春季，其余季節(jié)以此類推，徐州市環(huán)境空氣中各污染物呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化特征，春季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數(shù)分別為163 d、134 d和77 d，占比分別為43.6%、35.8%和20.6%；夏季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數(shù)分別為71 d、48 d和204 d，占比分別為22.0%、14.9%和63.2%；秋季PM10、PM2.5和O3-8h成為首要污染物的天數(shù)分別為136 d、62 d和128 d，占比分別為40.0%、37.6%和18.2%；冬季PM10和PM2.5成為首要污染物的天數(shù)分別為86 d和264 d，占比分別為24.6%和75.4%。NO2成為首要污染物為13 d，主要出現(xiàn)在2013年和2016年秋季；SO2成為首要污染物為3 d，集中出現(xiàn)在2013年1月和12月。因此，在春季和秋季，徐州市區(qū)環(huán)境空氣以PM10和PM2.5為主要污染物，冬季以PM2.5為主要污染物；夏季則以O3-8h為主要污染物。

2.3 空氣質(zhì)量綜合指數(shù)法評價

2.3.1 主要污染物濃度

2013-2016年，徐州市區(qū)環(huán)境空氣中SO2年均濃度范圍在35～52 μg/m3，均未出現(xiàn)超標現(xiàn)象。SO2年均濃度2014年和2015年均為38 μg/m3，2016年為35 μg/m3，與2013年相比均有較明顯下降。NO2年均濃度范圍為37～47 μg/m3，2013年和2016年年均濃度均出現(xiàn)超標情況，分別超標0.18倍和0.05倍；整體呈現(xiàn)先減后緩慢上升的趨勢。PM10年年均濃度范圍為118～123 μg/m3，年均濃度均超標，分別超標0.76倍、0.70倍、0.74倍和0.69倍，整體變化幅度較小。CO 24 h平均濃度的第95百分位數(shù)范圍為2.0～3.1 mg/m3，均不超標。2013年O3日最大8 h滑動平均值的第90百分位數(shù)為169 μg/m3，超標0.06倍；2014-2016年濃度均為153 μg/m3，均不超標。PM2.5年均濃度范圍為60～77 μg/m3，分別超標1.20倍、0.91倍、0.86倍和0.71倍；整體呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢。

2016年，徐州市區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)為6.54，與2013年（7.85）相比有明顯下降；2014年、2015年和2016年整體變化幅度較小；從環(huán)境空氣質(zhì)量單項指數(shù)看，徐州市區(qū)主要污染物為PM2.5和PM10，其次是O3。

表3 2013-2016年徐州市區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果

2.3.2 污染物超標日分布

2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中各污染物超標日分布如表4所示。從表4可知，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）評價，2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中SO2、NO2、PM10、O3-8h和PM2.5出現(xiàn)超標天數(shù)分別為4 d、44 d、362 d、126d和445 d，超標率分別為0.27%、3.02%、24.9%、8.65%和30.8%。其中，SO2超標日集中出現(xiàn)在2013年冬季，NO2超標日出現(xiàn)在秋季共10 d，冬季為34 d。PM10日均濃度出現(xiàn)超標的天數(shù)共計362 d，超標率24.8%；其中春、夏、秋和冬季出現(xiàn)PM10超標日的天數(shù)分別為84 d、23 d、64 d和191 d；超標率分別為23.1%、6.3%、17.8%和53.1%。O3-8h濃度出現(xiàn)超標的天數(shù)共計126 d，超標率8.65%；春、夏、秋季出現(xiàn)臭氧濃度超標日的天數(shù)分別為40 d、66d和20 d；超標率分別為10.9%、18.0%和5.51%。PM2.5日均濃度出現(xiàn)超標的天數(shù)共計445 d，超標率30.8%；春、夏、秋和冬季出現(xiàn)PM2.5超標日的天數(shù)分別為90 d、35 d、85 d和235 d；超標率分別為25.2%、9.59%、23.4%和65.3%。因此，徐州市環(huán)境空氣中PM10和PM2.5超標日主要出現(xiàn)在冬季，其次是春季、秋季，夏季超標率較小。臭氧超標主要出現(xiàn)在夏季，其次是春季和秋季，冬季未出現(xiàn)超標的情況。

表4 2013-2016年徐州市區(qū)空氣污染物超標天數(shù)情況

3 結(jié)論

（1）2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣達到二級以上的天數(shù)為893 d，優(yōu)良率61.9%；出現(xiàn)重度污染和嚴重污染日共有90 d，其中嚴重污染日為11 d。2013年出現(xiàn)重污染天氣最多，共有37 d；徐州市區(qū)空氣質(zhì)量呈現(xiàn)夏季空氣較好，秋季和春季次之，冬季最差的季節(jié)性變化特征；7-9月份優(yōu)良率較高，優(yōu)良率均在75%以上；重污染日主要出現(xiàn)在冬季。2013-2016年徐州市區(qū)環(huán)境空氣中PM10和PM2.5年均濃度均超過國家空氣質(zhì)量二級標準，SO2年均濃度和CO 24 h平均濃度第95百分位數(shù)均不超標，NO2年均濃度在2013年和2016年出現(xiàn)超標，O3日最大8 h滑動平均值在2013年出現(xiàn)超標；2016年空氣質(zhì)量與2013年相比，各污染物濃度均有所下降。

（2）2013-2016年徐州市環(huán)境空氣中PM2.5、PM10和O3-8h成為首要污染物的比例分別為42.2%、33.6%和24.2%；其中在春季和秋季，以PM10和PM2.5為主要污染物，冬季以PM2.5為主要污染物；夏季則以O3-8h為主要污染物。

（3）2013-2016年P(guān)M10和PM2.5日均濃度超標率分別為24.8%和30.8%；在冬季PM10和PM2.5日均濃度超標率分別達到52.9%和65.1%，超標率明顯較高，其次是春季、秋季，夏季超標率較小；O3日最大8 h滑動平均值的第90百分位數(shù)超標率8.62%，超標日主要出現(xiàn)在夏季，超標率達到18.0%，其次是春季和秋季，冬季未出現(xiàn)超標的情況。

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Research on Xuzhou Air Quality Status during 2013-2016

Li Changlong
(Xuzhou Environment Monitoring Center Station, Xuzhou 221002, China)

The environmental monitoring data of SO2, NO2, PM10, CO, O3and PM2.5 of seven state control stations in Xuzhou urban from 2013 to 2016 were evaluated by environmental air quality composite index and environmental air quality index (AQI) to study the status of environmental air quality, pollutant characteristics and seasonal variation trend in Xuzhou urban area.The result showed that the number of days of excellent air quality was 893 and the air quality rate was 61.9% from 2013 to 2016.The air quality rate was 65.0% in 2016, which was obviously better than that in 2013.Air quality distribution has obvious seasonal variation rules, namely the best air quality is in summer, that in autumn and spring followed, and the worst is in winter.PM10 and PM2.5 are the main pollutants in spring and autumn in Xuzhou, O3in summer and PM2.5 in winter.Annual average concentration of PM10 and PM2.5 exceeded the national air quality standards Ⅱ.

air quality; pollutants; air quality index; composite index; primary pollutants

X51

A

1008-9500(2017)10-0103-05

2017-08-12

李昌龍（1984-），男，山東泰安人，碩士研究生，中級工程師，從事大氣環(huán)境監(jiān)測與分析。