何偉 何濤

摘 要：選取2017年10月23日至11月26日期間武進(jìn)區(qū)的6項(xiàng)污染物及氣象數(shù)據(jù)，對(duì)NO2的污染特征進(jìn)行了分析，并就周末效應(yīng)對(duì)空氣質(zhì)量的影響進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，NO2濃度日變化在工作日與周末呈相反分布狀況，各污染物的來(lái)源在工作日和周末存在較大差異，具有較明顯的周末效應(yīng)。周末燃料不完全燃燒現(xiàn)象較工作日明顯下降，而燃煤源對(duì)NO2、PM2.5、PM10等污染物的影響較工作日上升。因此，該站點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)偏西方向和偏東方向的機(jī)動(dòng)車尾氣進(jìn)行管控。

關(guān)鍵詞：NO2；變化特征；周末效應(yīng)；相關(guān)性分析；武進(jìn)區(qū)

中圖分類號(hào) X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）22-0124-03

Abstract：Pollutants and meteorological data were used to study the pollution characteristics of NO2 and the influence of weekend effect on air quality. The results showed that the concentration distribution of NO2 was opposite on weekdays and weekends，and the sources of pollutants were different on weekdays and weekends. The weekend effect was obvious. The incomplete combustion of fuel on weekends decreased significantly compared with the weekdays，while the effect of coal combustion on NO2，PM2.5 and PM10 was increased.In addition，the exhaust gas of vehicle in West and East directions should be strictly control.

Key words：NO2；Variation characterisitics；Weekend effect；Correlation analysis；Wujing district

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量急劇增加，導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車尾氣問(wèn)題[1-3]日益凸顯，成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，是現(xiàn)階段我國(guó)城市大氣污染防治面臨的重要工作之一。長(zhǎng)三角區(qū)域?yàn)槲覈?guó)氮氧化物高值區(qū)[4]，該區(qū)域的機(jī)動(dòng)車保有量[5]是全國(guó)最高的區(qū)域之一。二氧化氮（NO2）是大氣環(huán)境中形成二次粒子和臭氧的重要前體物，對(duì)PM2.5和臭氧的生成有重要貢獻(xiàn)，因此研究NO2的變化特征對(duì)空氣質(zhì)量的改善措施制定意義重大。

自Cleveland等[6]于1974年提出“周末效應(yīng)”概念研究光化學(xué)污染以來(lái)，已有大量的研究報(bào)道[7-11]大氣污染物工作日與周末的差異。周末效應(yīng)的產(chǎn)生，不少學(xué)者[12-14]認(rèn)為，人類規(guī)律性的生活方式可能是導(dǎo)致污染物周期性變化的原因。李建東等[15]研究表明，周末與工作日機(jī)動(dòng)車排放的變化是導(dǎo)致北京周末效應(yīng)的主要原因。通過(guò)對(duì)污染物周末效應(yīng)的研究，可以了解人類活動(dòng)導(dǎo)致的污染源變化引發(fā)的污染物濃度變化特征。本文通過(guò)對(duì)武進(jìn)區(qū)的NO2數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)周末效應(yīng)的影響做了初步研究，以期間接評(píng)估各類污染源對(duì)空氣質(zhì)量的影響，從而為大氣污染防治提供污染源管控的思路和建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

常州市位于長(zhǎng)三角中部區(qū)域，與上海、南京等距相望。以江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)國(guó)家環(huán)境空氣評(píng)價(jià)點(diǎn)武進(jìn)監(jiān)測(cè)站（北緯31°42′、東經(jīng)119°56′）作為研究對(duì)象，選取該站點(diǎn)2017年10月23日至11月26日的SO2、CO、NO2、O3、PM2.5、PM10、能見(jiàn)度和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，共25個(gè)工作日和10個(gè)節(jié)假日。

2 結(jié)果與分析

2.1 工作日與周末污染物濃度的變化情況 從表1可見(jiàn)，6項(xiàng)污染物中NO2濃度在工作日與非工作日變化幅度最大，為26.7%；其次為PM2.5和CO，變化率分別為25.8%和23.3%；SO2變化幅度最小，僅為14.1%。在不考慮氣象條件影響的情況下，可認(rèn)為SO2在工作日和周末的污染來(lái)源相對(duì)穩(wěn)定，而NO2的來(lái)源存在較大的變化。

從圖1可見(jiàn)，工作日與周末的NO2濃度日分布較相似，均為白天低、夜間高，但兩者之間由于機(jī)動(dòng)車等的使用情況，NO2的分布也存在較大的差異性。工作日日平均濃度最大值出現(xiàn)在21時(shí)，且晚間的峰值濃度大于早晨的峰值濃度，上半夜NO2超標(biāo)時(shí)次更多；而周末日則相反，最大值出現(xiàn)在早高峰7時(shí)，下半夜相對(duì)易超標(biāo)，但超標(biāo)次數(shù)明顯少于工作日；工作日和周末NO2高濃度分布時(shí)間規(guī)律性較強(qiáng)，早晚交通高峰均存在NO2升高過(guò)程，7點(diǎn)達(dá)到早高峰的峰值，但工作日7點(diǎn)后濃度下降速度明顯比周末同時(shí)段慢；工作日晚高峰濃度上升時(shí)間較周末同時(shí)段長(zhǎng)1h，且上升幅度更大，說(shuō)明工作日早晚高峰機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)NO2的影響要大于周末。

2.2 NO2隨風(fēng)場(chǎng)的變化特征 由圖2和圖3可知，NO2受風(fēng)速和風(fēng)向的影響較大，NO2濃度與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其濃度隨著風(fēng)速增大而降低，NO2在風(fēng)速小于1.4m/s后超標(biāo)現(xiàn)象明顯增加。從風(fēng)向分布看，偏東方向和偏西方向NO2濃度較高，且在偏西風(fēng)時(shí)易出現(xiàn)高濃度NO2，說(shuō)明該站點(diǎn)應(yīng)多關(guān)注偏西方向和偏東方向的機(jī)動(dòng)車尾氣的管控。

2.3 相關(guān)性分析 從表2和表3可知，工作日與周末的污染物之間的相關(guān)關(guān)系存在較明顯的差異，說(shuō)明工作日與周末的污染來(lái)源存在較明顯的差異。周末期間，CO與NO2、PM2.5、PM10、SO2、O3和能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)較工作日都明顯下降，特別是CO與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)變化最大，從工作日的0.52下降到0.046。周末SO2與NO2、PM2.5、PM10和O3相關(guān)系數(shù)較工作日上升，其中SO2與O3的相關(guān)系數(shù)（R）從工作日的0.259上升到周末的0.463，說(shuō)明周末臭氧前體物如NO2等與SO2來(lái)源一致性較高，而工作日臭氧前體物來(lái)源更廣泛。從相關(guān)性分析看，周末燃料不完全燃燒現(xiàn)象較工作日明顯下降，而燃煤源對(duì)NO2、PM2.5、PM10等污染物的影響在周末隨著機(jī)動(dòng)車等污染源的貢獻(xiàn)下降而上升。NO2與CO的相性關(guān)系變化較顯著，兩者間的消光系數(shù)從工作日的0.47下降到周末的0.24；說(shuō)明工作日機(jī)動(dòng)車較為擁堵，導(dǎo)致怠速情況下燃料不完全燃燒，從而使得NO2與CO相關(guān)性較高，而周末機(jī)動(dòng)車擁堵減緩后，兩者間的相關(guān)性明顯下降。

3 結(jié)論

（1）從濃度變化情況看，SO2在工作日和周末的污染來(lái)源相對(duì)穩(wěn)定，而NO2的來(lái)源存在較大的變化。NO2的日平均最大濃度、超標(biāo)時(shí)段在工作日與周末呈相反分布狀況；工作日7時(shí)后NO2濃度下降速度明顯比周末同時(shí)段慢，工作日下班晚高峰NO2濃度上升時(shí)間較周末同時(shí)段要長(zhǎng)1h、且升幅更大，說(shuō)明工作日早晚高峰機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)NO2的影響要大于周末。

（2）NO2受風(fēng)速風(fēng)向的影響較大，其濃度隨著風(fēng)速增大而降低，NO2在風(fēng)速小于1.4m/s后超標(biāo)現(xiàn)象明顯增加。該站點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)偏西方向和偏東方向的機(jī)動(dòng)車尾氣的管控。

（3）從相關(guān)性分析看，周末燃料不完全燃燒現(xiàn)象較工作日明顯下降，而燃煤源對(duì)NO2、PM2.5、PM10等污染物的影響較工作日上升。工作日機(jī)動(dòng)車較為擁堵，對(duì)NO2的貢獻(xiàn)較大，而周末機(jī)動(dòng)車對(duì)NO2貢獻(xiàn)減少，工業(yè)源對(duì)其貢獻(xiàn)增加。

參考文獻(xiàn)

[1]廖瀚博，余志，周兵，等.廣州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放特征研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，35（1）：134-138.

[2]郭宇宏，王自發(fā)，康宏，等.機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)城市空氣質(zhì)量的影響研究——以烏魯木齊市春節(jié)前后對(duì)比分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（5）：1109-1117.

[3]樊守彬，田靈娣，張東旭，等.北京市機(jī)動(dòng)車尾氣排放因子研究[J].環(huán)境科學(xué)，2015（7）：2374-2380.

[4]環(huán)境保護(hù)部.2017中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)[EB/OL].北京：環(huán)境保護(hù)部，2017[2018-5-31].http：//www.mee.gov.cn/gkml/sthjbgw/qt/201805/t20180531_442212.htm

[5]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒-2017[EB/OL].北京：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2017[2017-9-30].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2017/indexch.htm.

[6]Cleveland W S，Graedel T E，Kleiner B，et al.Sunday and workday variations in photochemical air pollutants in new jersey and new york.[J].Science，1974，186（4168）：1037-1038.

[7]謝雨竹，潘月鵬，倪長(zhǎng)健，等.成都市區(qū)夏季大氣污染物濃度時(shí)空變化特征分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（4）：975-983.

[8]沈利娟，王紅磊，呂升，等.嘉興市春季PM、主要污染氣體和氣溶膠粒徑分布的周末效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)，2015，36（12）：4348-4357.

[9]石玉珍，徐永福，王庚辰，等.北京市夏季O3、NOx等污染物"周末效應(yīng)"研究[J].環(huán)境科學(xué)，2009，30（10）：2832-2838.

[10]王占山，李云婷，董欣，等.北京城區(qū)大氣污染物“周末效應(yīng)”分析[J].中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，32（6）：843-850.

[11]王俊秀，安俊琳，邵平，等.南京北郊大氣臭氧周末效應(yīng)特征分析[J].環(huán)境科學(xué)，2017，38（6）：2256-2263.

[12]Lough G C，Schauer J J，Lawson D R.Day-of-week trends in carbonaceous aerosol composition in the urban atmosphere[J].Atmospheric Environment，2006，40（22）：4137-4149.

[13]Jin M，Shepherd J M，King M D.Urban aerosols and their variations with clouds and rainfall：A case study for New York and Houston[J].Journal of Geophysical Research Atmospheres，2005，110（D10），doi：10.1029/2004JD005081.

[14]雷瑜，張小玲，唐宜西，等.北京城區(qū)PM2.5及主要污染氣體“周末效應(yīng)”和“假日效應(yīng)”研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（5）：1520-1528.

[15]李建東，鐵學(xué)熙，曹軍驥.城市地區(qū)PM2.5周末效應(yīng)的初步研究[J].地球環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，6（4）：224-230.

（責(zé)編：張宏民）