余 朋

(成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源消耗也不斷增加，因此不同地區(qū)的空氣質(zhì)量都面臨著巨大的壓力[1-2]。人口分布不均和工業(yè)產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重失衡使得我國(guó)的空氣質(zhì)量具有空間分布差異較大等特點(diǎn)。本文深入研究了河北省11個(gè)地級(jí)市的空氣質(zhì)量，以獲取其時(shí)空分布特征和來(lái)源，為其他省份開(kāi)展大氣污染的影響機(jī)制研究提供了有效的科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

河北省地處我國(guó)的東北部，環(huán)抱首都北京。全省地勢(shì)呈現(xiàn)出由西北向東南傾斜的狀態(tài)：西北部由山脈、丘陵和高地組成，其間分布有盆地和山谷；廣闊的平原在中部和東南部。壩上高原占全省總面積的8.5%；燕山和太行山地，包括丘陵和盆地，占全省總面積的48.1%；地域范圍在東經(jīng)113°27′～119°50′與北緯36°05′～42°40′之間。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站實(shí)時(shí)發(fā)布的數(shù)據(jù)，選取河北省2017年7月至12月11個(gè)地級(jí)市的AQI數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，結(jié)合河北省地級(jí)市所在氣象地理區(qū)域的氣象特征和氣候，分析2017年下半年河北省地級(jí)市空氣污染的特征及成因。

1.3 研究方法

空氣質(zhì)量指數(shù)(Air Quality Index，AQI)是對(duì)空氣質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)每種空氣污染物對(duì)環(huán)境和健康的影響程度，將監(jiān)測(cè)的每種空氣污染物濃度簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的數(shù)值形式[3]。計(jì)算公式1如下：

AQI=max{IAQI1，IAQI2，…，IAQIn}

(1)

其中,n為污染物數(shù)量；IAQI為空氣質(zhì)量分指數(shù)。AQI是定量描述空氣質(zhì)量的無(wú)量綱指數(shù)，參與評(píng)價(jià)的污染物包括6項(xiàng)，分別是PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO。2012年環(huán)保部頒布實(shí)施的《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定》將AQI劃分為6級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

利用ArcGIS軟件的數(shù)據(jù)處理功能，將 AQI月均值數(shù)據(jù)添加到地級(jí)市屬性字段中建立合理的數(shù)據(jù)庫(kù)，最后利用制圖軟件制作各地級(jí)市7-12月AQI時(shí)空分布圖，從而實(shí)現(xiàn)河北省地級(jí)市各月空氣質(zhì)量變化的直觀表達(dá)。

2 結(jié)果分析

2.1 時(shí)序分布特征

2017年7月-12月河北省AQI時(shí)間分布及空氣質(zhì)量月達(dá)標(biāo)天數(shù)百分比統(tǒng)計(jì)分別見(jiàn)圖1和表2。

由圖1和表2可知，2017年7月至12月期間，河北省11個(gè)地級(jí)市的空氣質(zhì)量整體呈逐月變差的趨勢(shì)。七月份和八月份空氣質(zhì)量整體較為良好，達(dá)標(biāo)的天數(shù)百分比也較高；11月和12月空氣質(zhì)量大部分城市達(dá)到中度污染之上，有6個(gè)地級(jí)市的空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率不足50%，僅張家口市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)超過(guò)了80%；9、10月份各市的空氣質(zhì)量呈現(xiàn)迅速變差的趨勢(shì)，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率也在逐漸降低，其中的石家莊、邯鄲、邢臺(tái)的空氣質(zhì)量最差，AQI已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)并對(duì)社會(huì)人員的出行造成困擾；11、12月份空氣質(zhì)量平均達(dá)標(biāo)率維持在45%左右，是2017年下半年空氣質(zhì)量最差的月份。

表2 2017年7月至12月河北省各地級(jí)市空氣質(zhì)量月達(dá)標(biāo)天數(shù)百分比

圖1 2017年7月至12月河北省各地級(jí)市AQI時(shí)序分布

2.2 空間變化特征

2017年7月至12月河北省各地級(jí)市AQI空間分布情況如圖2所示。

由圖2可知，7～12月份河北省各市AQI數(shù)值在48～178之間。北方城市的空氣質(zhì)量比南方城市好。根據(jù)2017年河北省統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：河北省整年水泥產(chǎn)量8 963.5萬(wàn)t、生鐵17 997.3萬(wàn)t、粗鋼19121.5萬(wàn)t、鋼材24551.1萬(wàn)t。根據(jù)省統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，河北省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式仍然處于靠資本、勞動(dòng)力、擴(kuò)大工業(yè)設(shè)備等來(lái)增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)的粗獷型增長(zhǎng)，其中鋼鐵、水泥等工業(yè)生產(chǎn)占主導(dǎo)地位。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速率越快，城市工業(yè)化的發(fā)展也隨之加快了步伐，導(dǎo)致空氣質(zhì)量越來(lái)越差。作為國(guó)家的旅游度假區(qū)，張家口空氣質(zhì)量最優(yōu)，因?yàn)閺埣铱谥攸c(diǎn)推進(jìn)生態(tài)保護(hù)區(qū)建設(shè)，打造“生態(tài)休閑之都”，并且張家口高新區(qū)園區(qū)建設(shè)主推“產(chǎn)城融合”高新之春。綜上所述，城市工業(yè)化發(fā)展速度也應(yīng)該是影響空氣質(zhì)量的重要因素之一。

圖2 7-12月河北省各地級(jí)市AQI空間分布

3 結(jié)論

通過(guò)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)和分析河北省2017年下半年的AQI的時(shí)間變化和空間分布特征得到以下結(jié)論：

1)河北省的空氣質(zhì)量在2017年下半年呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，以7月份為最優(yōu)，12月份為最差。

2)河北的空氣質(zhì)量分布在地理位置上有一定的差異，北方城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)于南方城市。城市工業(yè)發(fā)展最好的石家莊反而空氣質(zhì)量墊底。河北省各城市空氣污染表現(xiàn)為“東輕西重、南重北輕”的空間格局。