江津区城区环境空气质量现状评价研究

王春艳，肖艳平，陈 玲

（重庆市江津区环境监测分中心，重庆402260）

1 引言

大气污染已经成为当前人类关注的焦点，尤其近三年来，随着国内大范围内出现了多次不同程度的雾霾天气，给人类生产和生活造成了严重影响。大量流行病学研究表明，大气污染会引起呼吸系统疾病、心脑血管疾病等的发病率和死亡率的升高，尤其是颗粒物被吸入肺部，并且有一些残留在血液中，造成感冒、哮喘、上呼吸道感染、肺炎、气管炎等呼吸系统疾病，可吸入颗粒物浓度越高导致呼吸系统疾病的发生率较高[1，2]。大气污染主要是由于石油、煤炭等化石燃料燃烧以及工业企业和人类生活排放的废气所导致[3]。

对城市环境空气质量方面的研究成为近年来的研究热点，出现了许多关于城市空气质量相关研究报道，主要集中于长三角、京津翼地区，以上海、北京、天津、太原、银川等大中型发达城市为主，主要运用在线实时监测仪器，对空气质量进行评价分析[4～6]。对重庆直辖市而言，研究文献报道主要集中于主城区域，在生态保护发展区域有关于黔江城区环境空气质量方面的研究[7]，但无文献报道重庆市城市发展新区的环境空气质量相关研究。江津区是重庆市西南部典型以丘陵地带为主的长江中上游区域，也是重庆市区域性中心城市之一。因此，江津区环境空气质量的优劣对城市宜居及生态战略的发展具有重要意义。

本研究采用江津城区环境空气自动站为期1年的监测数据，对江津城区环境空气质量现状进行详细分析，采用综合污染指数法和Daniel趋势检验方法对城区环境空气质量进行评价分析，准确掌握江津城区环境空气质量状况及年度变化规律，为进一步改善江津城区环境空气质量提供基础支撑。

2 研究方法

2.1 研究概况

环境空气污染物评价标准见表1。

表1 环境空气污染物评价标准

江津城区共设置2个大气环境质量自动监测站点，分别 位 于 琅 山 （E106°16′18″，N29°16′18″）和 西 关 街（E106°16′19″，N29°16′18″）站点，严格执行《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ/T193－2005）相关技术标准要求，对可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）以及相关气象相关参数同步实施连续24h自动监测。

2.2 评价方法

城区大气环境质量按照《环境空气质量标准》（GB3095－2012）二级标准对自动监测数据进行评价，详见表1。

选取PM10、SO2和NO2典型城区污染物，采用综合污染指数法对城区环境空气质量进行评价，其分级标准见表2，综合污染指数计算公式为[8]：

表2 环境空气综合污染指数分级标准

式中：P为环境空气综合污染指数；Pi为i项环境空气污染物的分指数；Ci为i项环境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制；n为计入环境空气综合污染指数的污染物项数。

2.3 年度环境空气质量变化趋势分析方法

采用具有显著性统计特征的Daniel趋势检验方法分析江津城区环境空气质量变化趋势[9]。计算公式为：

式中：n为时间周期数；xi为周期1到周期N按浓度值从小到大排列的序号；yi为按时间排列的序号；rs为秩相关系数。将秩相关系数rs的绝对值与Spearman秩相关系数统计表中（显著性水平a＝0.05或a＝0.01）的临界值Wp进行比较，如果｜rs｜≥Wp，表明变化趋势有显著意义，如果rs是正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；如果rs是负值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；如果｜rs｜≤Wp，则表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内水质变化稳定或平稳。

3 结果与讨论

3.1 监测结果

2014年度，江津城区环境空气中PM10、SO2和NO2年均浓度值分别为83.3、37.1和42.4μg/m3，其中SO2浓度值满足《环境空气质量标准》（GB3095－2012）二级标准，PM10和NO2年均浓度分别超标0.19和0.06倍；城区空气质量全年出现77d优级，267d良好，21d轻微污染。月平均变化规律见图1，由图可以看出，SO2和NO2月平均浓度变化规律相似，1～8月份呈现逐渐降低，9～12月份逐渐上升，二氧化氮浓度在春冬季相对较高，主要可能原因在春冬季该区域汽车排放尾气增加。研究表明，雾对大气污染也有影响，雾会使地面污染物浓度增加，造成严重污染[10]。PM10在夏秋季度浓度相对较低，在春冬季节浓度相对较高，主要原因是在春冬季节的降水量相对夏秋季节少，江津城区地理位置处于长江流域区域，在夏秋季节风速相对较大，有利于大气污染物扩散，导致了夏秋季节PM10的浓度变化平缓。

图1 江津城区主要大气污染月平均浓度变化规律

3.2 评价结果

运用综合污染指数法对江津城区主要大气污染评价结果见图2，由图可以看出，2014年，琅山和西关街自动监测站点综合污染指数月变化规律一致，但西关街站点的综合污染指数均高于琅山站点，综合污染分别在1.06～2.70，2.10～4.49。琅山在6～9月处于清洁水平，其余月份均为轻度污染水平，西关街站点1月为中度污染，其余月份为轻度污染水平，而区域平均综合污染指数为1.59～3.60，均处于轻度污染水平。由此可以看出，西关街站点区域较琅山站点区域大气污染严重，可能是由于西关街站点区域为入城主要通道，老城区道路狭窄，交通容易拥堵，大量汽车尾气排放所引起。

图2 江津城区主要大气污染综合污染指数评价结果

3.3 年度变化趋势分析

2008～2014年，江津区城区环境空气质量主要污染物变化见图3。由图可以看出，SO2和NO2的年平均浓度变化趋势一致，而PM10年均浓度变化趋势趋于平缓。在2012～2014年，NO2和PM10年平均浓度变化幅度较小，SO2年平均浓度则呈明显下降趋势。运用Daniel趋势检验方法分析江津城区主要污染物浓度变化趋势，检验结果表明，SO2、NO2和PM10的｜rs｜分别为0.143、0.786和0.256，由于n＝7时，Wp0.05＝0.714，由此可以看出，NO2的｜rs｜＞Wp0.05，表明江津城区环境空气中NO2的年平均浓度年度变化趋势具有显著意义，由于rs为正值，在2008～2014年度，NO2的年平均浓度呈上升趋势。SO2和PM10的年平均浓度呈折线变化趋势，Daniel趋势检验方法检验表明二者年均浓度随年际变化无显著意义。

图3 江津城区环境空气主要污染物年际变化

3.4 主要污染物相关性分析

由2014年度江津城区环境空气质量监测结果可以看出，主要污染物为PM10和NO2，因此分析其相关性对城区环境空气质量的确定具有显著意义。分析PM10和NO2、PM10和SO2、SO2和NO2之间相关性，前2项均不具有相关性，相关性分析结果表明，SO2和NO2之间呈明显正相关，相关系数为0.8047，由此表明，江津城区环境空气中SO2和NO2的浓度有高度的相关性。近年来随着经济的快速发展，江津城区附近的小型工业企业逐渐增加，企业排放工业废气大量增加，以及城区汽车保有数量逐渐增加导致大量的汽车尾气排放，再加上江津区地处于长江中上游区域，气候条件不利于大气污染物扩散，导致了二者具有较高的相关性。

4 结论

（1）2014年度，江津城区环境空气中PM10、SO2和NO2年均浓度值分别为83.3、37.1和42.4μg/m3，城区空气质量全年出现344d优良，21d轻微污染。

（2）采用综合污染指数评价结果表明，江津城区环境空气质量区域平均综合污染指数为1.59～3.60，均处于轻度污染水平。琅山和西关街站点月平均变化规律一致，琅山站点区域环境空气质量优于西关街站点区域。

（3）2008～2014年，SO2和NO2的年平均浓度变化趋势一致，而PM10年均浓度变化趋势趋于平缓。Daniel趋势检验方法分析结果表明，NO2的年平均浓度年度变化趋势具有显著意义年平均浓度呈上升趋势，SO2和PM10的年均浓度随年际变化则无显著意义。

（4）江津城区环境空气质量主要污染相关性分析结果表明，SO2和NO2之间呈明显正相关。

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