曲靖市中心城区环境空气质量变化趋势

赵 洲

(曲靖市环境监测站，云南 曲靖 655000)

空气污染是目前突出的城市环境问题。空气污染危害人类健康，影响植物生长，损坏文物古迹，降低能见度，给城市居民的生活带来严重的不利影响［1］。Baldasano等对20世纪90年代后200多个发达国家和发展中国家主要城市的空气质量进行了比较、研究，认为目前世界范围内污染物浓度存在下降趋势，其中SO2浓度持续下降，NO2浓度已接近WHO的标准［2］。目前污染物浓度下降的世界趋势得益于更多更严格标准的发布。但是在较贫穷的国家和低收入水平的国家，空气污染物的浓度仍然很高，而且随着这些国家的进一步发展，污染也将更加严重。

麒麟区总面积1552.83km2，人口66.57万人。中心城市建成区面积34.2 km2，城镇人口35.2万，城镇化率达54%。是曲靖市政治、经济、文化中心，曲靖市委、市政府，麒麟区委、区政府所在地。“十二五”期间麒麟区紧紧围绕建设“100平方公里、100万人口”大城市目标，以科学规划统筹城市格局，以强化管理提升城市品位，以产业和人口聚集凝聚人气，快速推进珠江源头区域中心城市建设。曲靖市作为全国113个重点环保城市之一，2001年开始建设环境空气自动监测系统，经中国环境监测总站确认，设置2个子站 (市环境监测站、自来水二厂)，对市区范围内的环境空气质量实施实时监测。

1 研究方法

1.1 监测点位、项目及频率

目前曲靖市空气自动监测系统监测项目有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物及其它相关气象参数，监测频率为24 h连续自动监测［3］。

1.2 数据处理与评价

环境空气质量监测数据依照国家《环境空气质量标准》(GB3095－1996)及其修改单 (环发［2001］1号)二级标准进行统计。

表1 GB3095－1996标准值 (mg/Nm3)

环境空气质量综合评价采用综合污染指数法进行评价。综合污染指数法选取二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物3种污染物作为评价参数，评价标准采用国标GB3095－1996二级标准和《环境质量报告书编写技术规定》中有关推荐标准和空气污染状况分级标准。

综合污染指数计算公式为:

单项污染物的污染分指数计算公式为:

污染负荷系数计算公式为:

式中:P为空气综合污染指数;

Pi为i项空气污染物的分指数;

Fi为i项空气污染物的污染负荷系数;

Ci为i项空气污染物浓度的年均值;

Si为i项空气污染物的环境质量标准限值;

n为计入空气综合污染指数的污染物项数。

表2 空气综合污染指数分级标准

1.3 分析方法

采用Daniel趋势检验方法 (又名Spearman秩相关系数法)分析曲靖市区空气质量年际变化趋势。公式为:

式中:rs为秩相关系数;n为时间周期数;

xi为年均值从小到大排列的顺序;yi为年先后排列顺序。

判断条件见表3。

2 结果与讨论

2.1 监测结果

由表4可知:2003～2011年，曲靖市中心城区二氧化硫多年均值0.058mg/m3，二氧化氮多年均值 0.026mg/m3，可吸入颗粒物多年均值0.082mg/m3。其中:二氧化硫市监测站2004年年均值，二水厂2003～2008年年均值，全市2004～2007年年均值超过 GB3095－1996二级标准，NO2、PM10达到GB3095－1996二级标准要求。SO2超标情况见表5。

2.2 结果评价

曲靖市区环境空气质量各项污染物污染分指数评价结果及污染物负荷比见表6。

表3 判断条件表

表4 曲靖市区环境空气中主要污染物监测结果统计 (mg/Nm3)

表5 曲靖市区环境空气中主要污染物超标情况统计

表6 曲靖市区各项空气污染物的污染分指数及污染负荷比

从表6可以看出:曲靖市区多年平均环境空气综合污染指数为2.12，属于轻污染。SO2、PM10和NO2的污染负荷系数分别为45.9% 、15.2% 和38.9%。说明SO2对曲靖市区空气质量的影响最大，其次是PM10。市监测站站点的多年平均环境空气综合污染指数小于二水厂的，说明市环境监测站所在区域的环境空气质量好于二水厂所在区域。这主要是因为二水厂所在区域为工业区，受站点周围工业企业的排污影响较明显。另外，市监测站的NO2多年平均分指数略大于二水厂的，这主要是由于市环境监测站处在商住区，受汽车尾气影响所致。

2.3 多年变化趋势

根据Daniel趋势检验方法公式计算，2003～2011年曲靖市区空气主要污染物年际变化趋势见表7。

表7 曲靖市区空气主要污染物年际变化趋势

2003～2011年曲靖市区空气主要污染物年际变化趋势见图1。

从图1及表7中可以看出:

曲靖市环境空气中主要污染物可吸入颗粒物年平均浓度2003～2006年逐渐上升，2006～2011年呈波浪形逐渐下降，最高值为2006年，根据检验，总体无明显变化趋势。

二氧化硫2003～2004年呈上升趋势，2004～2006年逐渐下降，2007年有所上升，从2007～2011年呈下降趋势，环境空气质量逐年得到改善，根据检验，总体下降但趋势不显著。说明曲靖市区从“十一五”期间开始实施的“禁燃烟煤、清洁能源替代”等措施取得了一定成效。过去几年，曲靖市加大环境治理力度，以污染物总量减排为主线，对影响城市空气环境质量的工业企业采取严格的污染物总量减排计划及减排措施。同时，严格控制大气污染项目环保准入，切实加强对重点排污企业的环境监管，保障节能减排工作取得实效。

二氧化氮2003～2005年变化趋势不明显，2005～2011年呈缓慢上升趋势，根据检验，总体上升但趋势不显著。虽然二氧化氮多年平均浓度均低于GB3095－1996一级标准要求，但其所占污染负荷比逐年提高，从2005年的12.9%上升到2011年的21.9%。可以预见的是，随着人们生活水平的逐步提高，汽车数量将会持续增加，汽车尾气排放二氧化氮等氮氧化物所造成的污染将日益严重。二氧化氮不但会对人体呼吸道产生很大的危害，还会在体内易转化为硝酸、亚硝酸等致癌物质。因此，必须严格执行《中华人民共和国大气污染防治法》第四章防治机动车船排放污染中相关规定及曲靖市政府对城区机动车管理的相关要求，继续开展CNG汽车的改造，减少汽车尾气二氧化氮排放。

2.4 月浓度变化趋势

曲靖市2003～2011年空气主要污染物月浓度变化趋势见图2。

从图2中可以看出:

氮氧化物浓度随月份变化不明显，可吸入颗粒物及二氧化硫浓度随月份变化明显。

可吸入颗粒物3月、4月浓度偏高，5～9月浓度偏低，1、2、10月至12月居中;二氧化硫浓度2、5、6、7、10月要低些;氮氧化物2、4、5、6、7、8、9月要低些。这主要是和曲靖市的气候变化有关。曲靖市每年5～10月为雨季，10月至来年4月为旱季 (冬、春季)。雨季降水量占全年的80%以上，空气中部分污染物会随雨水降落到地面，使得污染物相对其他月份要低些。旱季 (冬、春季节)日温差大，容易产生逆温形成灰霾天气，不利于大气扩散，所以，污染物浓度要比雨季高些。

3 结论

(1)2003～2011年曲靖市区主要污染物年均值浓度范围:二氧化硫0.035～0.083mg/m3、二氧化氮0.020～0.028 mg/m3、可吸入颗粒物0.068～0.094mg/m3。二氧化硫年均值2004～2007年超过GB3095－1996标准要求，最大超标倍数0.38倍。可吸入颗粒物、二氧化氮年均值达标。

(2)2003～2011年曲靖市区多年平均环境空气综合污染指数为2.12，属于轻污染。污染负荷比最大的污染物为二氧化硫。

(3)2003～2011年，曲靖市区环境空气中二氧化硫综合污染指数总体下降，但趋势不显著;可吸入颗粒物总体无明显变化趋势;二氧化氮总体上升，但趋势不显著。

(4)受气候影响，曲靖市区夏季和秋季的环境空气质量好于春季和冬季。

(5)随着曲靖市区能源结构的改变，由燃煤产生的二氧化硫等污染物浓度逐年下降，而随着汽车数量增加，因汽车尾气排放产生的二氧化氮所占污染负荷比会逐渐增加，二氧化氮对环境的影响会越来越明显。

［1］ Englert N ．Fine Particles and Human Health— A Review of Epidemiological Studies［J］．Toxicology Letters，2004， (149):235－242．

［2］Baldasano J M ，Valera E，Jimenez P．Air Quality Data from Large Cities［J］．The Science of the Total Environment，2003 ，(307):141－165．

［3］HJ/T193－2005，环境空气质量自动监测技术规范［S］．