2007—2013年宝鸡市大气环境空气质量评价及治理措施

史鹏英，刘引鸽，张　妍，赵阿玲，王　艳

(宝鸡文理学院地理与环境工程学院，陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，陕西 宝鸡 721013)

2007
—2013年宝鸡市大气环境空气质量评价及治理措施

史鹏英，刘引鸽，张妍，赵阿玲，王艳

(宝鸡文理学院地理与环境工程学院，陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，陕西 宝鸡 721013)

摘要：利用环境空气监测资料，采用Daniel趋势检验的Spearmam秩相关系数和综合污染指数等方法进行分析评价，确定宝鸡市空气中的主要污染物，研究了宝鸡市2007—2013年间大气环境质量的变化趋势。结果表明：2007—2013年宝鸡市满足二级空气质量的优良率均达到了85%以上；宝鸡市大气中的PM10污染物指数最高，其次是SO2，最后是NO2； 2007—2013年，宝鸡市NO2、SO2的浓度分别呈现缓慢的上升趋势，但变化效果不显著，污染指数最高的PM10呈现下降趋势，变化显著。

关键词：空气质量；Spearmam秩相关系数；趋势分析；宝鸡

随着我国城市化进程的加快、工业化的迅速发展和机动车辆的快速增加，大量污染物的排放，导致城市环境空气质量越来越差。环境空气污染己经成为我国面临的较为严重的环境问题之一。城市环境空气质量既是一个城市的环境指标，也是直接反映人民群众生活质量的一个重要的健康指标。综合污染系数法、Daniel趋势检验法( Spearman法)等是分析空气环境质量变化趋势的常见方法。本研究根据《GB3095-1996环境空气质量》二级标准[1]，以宝鸡市环境监测站提供的数据为依据，以大气环境现状为基础，利用Daniel趋势检验法，对宝鸡市2007—2013年的环境空气质量变化趋势进行定量分析，以期更好地保护宝鸡市的环境质量。

1研究区概况

宝鸡位于陕西省关中西部，东连咸阳，南接汉中，西北与甘肃省的天水和平凉毗邻。全市平均海拔618m。该市是陕西省第二大城市，也是国家正在规划建设的关中—天水经济区副中心城市。由于自然和人为的影响，宝鸡的空气质量发生了很大的变化。

2数据来源与方法

2.1监测点位、项目

宝鸡市环境监测站在1#竹园沟、2#技校、3#环境监测站、4#三陆医院设立了4个环境空气常规检测点。对宝鸡市的SO2、NO2、PM10采用24h全自动监测。SO2、 NO2、PM10为主要监测项目。

2.2评价标准

根据《GB3095-1996环境空气质量标准》[2]一级标准表2进行评价。

2.3评价方法

环境空气质量综合评价采用综合污染指数法[3-4]，以二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物作为评价参数。

根据实际情况，采用Daniel趋势检验的spearman秩相关系数法[5]，对2007—2013年宝鸡市的环境空气质量变化趋势进行定量分析研究。空气综合污染指数是空气受污染程度的综合性指标，是反映和评价空气质量的重要指标。污染物负荷系数是用来评价空气中主要、次要污染物的指标，各评价方法如下：

各污染物污染分指数计算公式：

Pi=Ai/Bi

(1)

综合污染指数计算公式：

P=ΣPi

(2)

污染负荷计算公式：

Ci= Pi/P

(3)

其中：Ai为i项环境空气污染物浓度的年均值(mg/m3)；pi为i项环境空气污染物的分指数；Bi为i项环境空气污染物的环境质量标准限值(mg/m3)；P为环境空气综合污染指数；Ci为i项环境空气污染物的污染负荷系数。

表1　宝鸡市2007—2013年大气环境质量状况

表2　大气环境质量评价污染物浓度标准　(mg/m3)

Daniel检验法是对环境污染变化趋势进行定量分析最常用的方法[6-7]，环保部推荐使用pearman秩相关系数法，它是用于单因素小样本数的相关性检验，方法简单但是精确度高，样本数要求基本应>4。rs>0表示空气污染物浓度增加，表明有上升趋势，rs<0表示空气污染物浓度减少，表明有下降趋势[8-11]。rs绝对值的大小表示空气污染物浓度变化的强度。如果∣rs∣≥Wp，则表明空气污染变化趋势有显著意义；否则，无显著意义。

rs=1-[6*Σdi2]/[Y3-Y],di=xi-Yi，

(4)

其中：Y是时间周期总数大小；rs是秩相关系数； Xi是空气污染物排列的序数；Yi是时间排列序数；di是变量Xi与Yi的差值。

表3　秩相关系数的临界值和显著性水平(单测检验)

3结果与分析

3.1宝鸡市环境空气的优良天数和优良率变化

宝鸡市2007—2013年环境空气的优良天数和优良率见表4。环境空气质量2011年达到二级以上天数最多，为317d；2007年达到二级以上天数最少，为311d。宝鸡市这7年的环境空气优良率都超过了85%，环境空气质量保持良好。

表4　2007—2013年宝鸡市环境空气的优良天数和优良率监测结果

3.2宝鸡市环境空气质量污染综合评价分析

从表1和表2可以看出：2007—2013年，SO2均值为0.023mg/m3，最大年均值为0.024mg/m3，出现在2007年、2009年、2010年、2011年和2012年，最小值为0.023mg/m3，出现在2008年和2013年，7年均达到国家二级标准；NO2均值为0.026mg/m3，最大年均值为0.027mg/m3，出现在2010年，最小值为0.025mg/m3，出现在2013年，达到国家二级标准；PM10均值为0.1024mg/m3，年最大年均值为0.110mg/m3，出现在2007年和2009年，超过国家二级标准，最小值为0.095mg/m3，出现在2013年，没有超过国家二级标准。

由图1可知，PM10是宝鸡市主要污染物。2007—2009年的PM10年均浓度值均超过了国家二级指标，污染严重。2009—2013年的PM10基本呈现缓慢下降的趋势，表明宝鸡市环保部门意识到了该环境问题的重要性，采取了一些治理的措施。SO2和NO2的年均浓度值相对稳定。

由图2可以看出，PM10的污染指标高于SO2和NO2。SO2和NO2的污染指标逐年呈现不稳定的上下波动变化。2007—2009年PM10污染指数基本呈下降趋势。SO2和NO2的污染指数基本相当，但在相对稳定的基础上呈现缓慢上升的趋势。2008年NO2的污染指数高于SO2的污染指数，其它年份都是NO2污染指数高于SO2的污染指数。说明SO2的污染指数总体高于NO2的污染指数。

由图3可以看出，宝鸡市空气综合污染指数2007—2013年波动幅度较大，呈现不稳定的变化趋势。2011年的综合污染指数最小，2009年的综合污染指数最高。根据发展趋势，如果不加以重视，预计宝鸡市的空气综合污染指数会有上升的趋势，空气污染程度会逐年上升。因此应该加强保护治理宝鸡市的空气环境质量，改善其环境。

3.3宝鸡市环境空气质量污染指数分析

根据(3)式得出2007—2013年宝鸡市大气中SO2、NO2、PM10污染物污染分指数和负荷系数(表5)。可以看出PM10的污染负荷系数最高，其次为SO2，最后为NO2，表明宝鸡市仍然是以燃煤为主的重工业城市。随着机动车辆的快速增加，宝鸡市机动车尾气污染日趋严重，NO2污染负荷系数呈现稳中有升的变化趋势。

表5　宝鸡市2007—2013年环境空气污染负荷系数

3.4环境空气质量秩相关系数分析

由表3可知，显著性水平为0.05时，当Y=7，r的临界值WP=0.7140，与计算所得rs值相比较，SO2的秩相关系数为正值，NO2的秩相关系数为正值，PM10的秩相关系数为负值。表明宝鸡市SO2和NO2变化呈缓慢上升趋势，PM10变化呈下降趋势。说明近年来宝鸡市在可吸入颗粒物方面找到了合理的治理措施，还需要在SO2和NO2方面找到更合理的措施来减少对环境的破坏，改善大气环境质量。

表6　秩相关系数计算

表7　秩相关系数结果分析

4环境空气质量变化的影响因素分析

4.1自然因素

宝鸡市冬季寒冷，常出现大雾、逆温等不利天气，冬季采暖期长，造成冬季污染物浓度升高。宝鸡南、西、北三面环山，以渭河为中轴向东拓展，受地形影响，污染物不易扩散。甘肃、内蒙地区是中国沙尘暴的主要发源地，宝鸡市处在甘肃和内蒙的下方向，受天气系统的影响沙尘暴会吹向宝鸡市，从而使宝鸡市能见度严重下降、空气混浊，形成浮尘天气。造成环境空气质量严重下降。

4.2人为因素

宝鸡市是一个重工业城市，能源结构主要以煤炭为主；冬季采暖期，城市主要以燃烧煤炭为主：使宝鸡市的SO2含量持续增加。宝鸡市的大型工厂比较多，工厂排放的污染物也对环境造成了严重的影响。随着经济的快速发展和城市人民生活水平的提高，拥有汽车的人数越来越多，机动车保有量迅速增加，汽车尾气的主要污染物为PM10和NO2，尾气污染逐年加重，尾气排放成为宝鸡市空气污染物的重要来源。

5空气污染综合治理措施

(1)环境保护工作人员应该提升环境监管工作，努力做好环境保护工作，实施有效的措施，加强环境保护的能力。发挥自己环保的责任，制定合理的环保条例，对违反环保条例的人予以法律处分，同时要积极倡导人人保护环境，增强环境保护意识。

(2)重点治理冬季的空气污染，冬季取暖采用集中供暖的方法，城市中禁止燃烧煤炭。实行天然气燃烧集中供暖；抓好重点企业治理，保护环境的清洁度。

(3)林业局应当强化城市绿化建设，增加绿地面积、园林面积和植被覆盖率，以提高环境的自净能力。

(4)重点发展无污染和服务性的产业，对污染大的产业结构进行调整；加强科研力度，积极研究生产清洁能源，鼓励大家使用无污染、少污染的产品。

(5)在交通管理方面，对机动车辆加强管理，控制汽车数量，实行机动车尾号限行等措施，加快公共交通发展，对车辆进行严格的年检或路检，对尾气排放不达标的车辆禁止行驶。

6结论

(1)宝鸡市在2007—2013年空气质量基本良好，环境空气的优良天数均超过了300d，优良率均达到了85%以上。

(2)宝鸡市在2007—2013年，SO2、NO2年均浓度值全部低于国家规定的二级标准。2007—2009年PM10的年均浓度值超出国家二级指标。SO2、NO2质量浓度有缓慢上升趋势，PM10污染有逐年减少趋势。

(3) 宝鸡市大气中的PM10污染物指数最高，其次是SO2，最后是NO2。 2007—2013年，宝鸡市NO2、SO2的污染负荷系数分别呈现缓慢的上升趋势，但变化效果不显著；污染负荷系数最高的PM10呈现下降趋势，变化显著。这表明宝鸡市的煤炭燃烧仍然没有得到有效的控制，机动车尾气污染也日趋严重，可吸入颗粒物得到一定治理。对于NO2和SO2污染，应当采取合理的措施予以治理。

(4)相关系数分析表明，宝鸡市NO2、SO2呈缓慢上升趋势，但变化不显著；PM10呈下降趋势，变化显著。这表明宝鸡市在可吸入颗粒物的方面采取了一些合理的措施，初见成效。在治理NO2和SO2的污染方面还没有找到合理的治理措施。

参考文献：

[1]国家环保总局.GB 3095-1996 环境空气质量标准厂[S].北京:中国环境科学出版社，1996: 1-5.

[2]GB3095-1996环境空气质量标准[S].

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[11]孙敬慧.用秩相关系数分析我省主要城市人气环境变化趋势[J].福建环境,1995,12(1):11-12.

Air Quality Assessment and Countermeasures from 2007 to 2013 in Baoji City

SHI Peng-ying, LIU Yin-ge, ZHANG Yan, ZHAO A-ling, WANG Yan

(Department of Geography and Environmental Engineering of Baoji Liberal Arts College, Shanxi Key Laboratory of Disasters Monitoring & Mechanism Simulation, Baoji Shanxi 721013 China)

Abstract：The dominant air pollutants in Baoji were identified using comprehensive pollution index and Daniel trend test Spearman rank correlation coefficient analysis and evaluation methods on the basis of monitoring data of ambient air. The change trend of environmental air quality between 2007 and 2013 was studied as well. The results showed that the excellent rate of the air quality that met the second class national standard in 2007-2013 was more than 85%. The pollutant index of PM10was highest, the second highest was SO2, followed by NO2. The concentration of SO2 and NO2 kept slowly increasing. However, their changes were not distinctive. PM10demonstrated a distinctively decreasing trend.

Key words：air quality; Spearman rank correlation coefficient; trend analysis; Baoji

收稿日期：2015-12-10

基金项目：国家社会科学基金项目(15XZZ012)，陕西省重点实验项目(13JS010)，宝鸡文理学院重点项目(ZK16061)。

作者简介：史鹏英(1992-)，女，汉，陕西渭南人，宝鸡文理学院，硕士，主要从事资源环境、气象与环境以及气候变化方面的研究。 通信作者：刘引鸽(1965-)，女，汉，陕西兴平人，博士，教授，主要从事资源环境、生态风险以及气候变化和灾害学方面研究。

中图分类号：X823

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2016)04-0042-05