泸州市城市环境空气质量及其变化趋势*

罗　俊，薛京州，张洪文

(泸州市环境监测中心站，四川　泸州　646000)



泸州市城市环境空气质量及其变化趋势*

罗俊，薛京州，张洪文

(泸州市环境监测中心站，四川泸州646000)

为掌握泸州市城市环境空气质量及其变化趋势，本文对2011-2015年环境空气质量监测数据进行了统计，并计算其污染负荷和变化趋势。结果表明：泸州市SO2、NO2浓度呈缓慢下降趋势，PM10浓度反复波动。泸州市环境空气质量呈现出明显的季节差异，大气污染类型正向复合型污染发生转变。共存的污染问题不是简单的线性叠加，而是存在着污染物之间的相互转化和作用的过程，使得泸州市大气污染问题愈发复杂化。

城市空气质量；PM10；SO2；NO2

近年来，由于雾霾污染导致的城市空气污染，日益受到广大市民的广泛关注。

自20世纪80年代开始，国外学者率先对空气污染的来源、组成、时空分布特征和变化趋势作了比较深入的研究[1-3]；中国学者2000年以来对京津冀、长三角等空气污染较重的地区的天气形势与空气质量进行相关分析。Chan 等[4]对北京、上海、广州等特大城市进行了大气污染综述。

大部分的空气质量研究主要针对长三角、京津冀等地区，对于成渝地区，尤其是地级城市空气质量的研究相对较少[5]。本文利用2011-2015年泸州市空气质量监测数据，对此期间环境空气质量及变化趋势进行了分析，对近五年泸州市空气污染特征及其相关性进行了分析，以期找出泸州市空气污染特征，为今后泸州市政府开展污染防治工作提供决策参考。

1　数据与方法

1.1监测方法与点位

2001年之前，泸州市大气环境监测采用四季五日瞬时采样方法，从2002年开始建设大气自动监测系统，各监测点位逐渐由自动连续监测代替人工监测。

“十二五”期间，泸州市城区有兰田宪桥、小市上码头和市环监站3个大气国控点，九狮山为对照点，纳溪区环保局为省控点。至2015 年底，泸州市共有空气自动监测站点5个，其中，大气国控点3个，对照点1个，省控点1个。

1.2监测项目

“十二五”期间，在二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物等监测指标基础上，国控点于2013年底增加了对一氧化碳、臭氧和细颗粒物的自动监测。新增的省控点全部实现二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、一氧化碳、臭氧和细颗粒物污染物指标的自动监测。

1.3研究方法

趋势变化采用环境空气质量评价规范的Spearman秩相关系数法。将计算秩相关系数绝对值与表1中临界值相比较。如果秩相关系数绝对值大于表中临界值，表明变化趋势有统计意义。γs为正值表示上升趋势，负值表示下降趋势。如果秩相关系数绝对值小于等于表中临界值，表示基本无变化。

各项污染物的数据统计有效性要求根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)有关规定执行[6]。

2　结果及讨论

2.1空气质量年际变化

图1为2011-2015年期间泸州市大气污染物浓度、综合指数及污染负荷变化趋势。由图1可见，泸州市SO2浓度年均值均达标，呈快速下降趋势，由2011年的50 μg/m3下降到2015年的23 μg/m3，五年共计下降54%。特别是2014-2015年保持加速下降趋势，年均降幅为15.9%，是前三年的5.3倍。这说明SO2减排、城市能源结构调整及工业企业外迁等举措取得明显的成效。

图1　泸州市大气污染物变化趋势

泸州市NO2浓度整体达标，出现“倒V”型变化特征，前三年呈缓慢上升趋势，从2011年的44 μg/m3上升到2013年的最高值49 μg/m3，这与机动车保有量持续增加有关。2014-2015年由于气候等综合因素影响，年均浓度下降到2015年的33 μg/m3。

泸州市PM10浓度出现“倒V”型变化特征，总体呈下降趋势，但前三年缓慢上升，这与经济快速发展有关。2013年达到峰值97 μg/m3后回落至2015年的89 μg/m3。这说明近年来PM10减排、城市扬尘控制等举措取得了一定成效。

采用Spearman 秩相关系数法对泸州市2011-2015年主要污染物变化趋势进行检验，结果见表1。

检验结果表明，2011-2015年泸州市SO2浓度下降趋势显著，NO2浓度有下降趋势但不显著，PM10浓度有上升趋势但不显著。从综合指数来看，泸州城区空气质量整体呈变好趋势。

表1　环境空气质量趋势检验

2.2城市空气质量季节变化

图2　污染物各季平均浓度

按照泸州气候特点本论文将季节划分为春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)和冬季(12月-次年2月)。2011-2015年泸州市主要污染物各季平均浓度见图2。

由图2可看出，各项污染物的浓度均呈现出冬季、春季明显高于夏季和秋季的现象，季节差异明显。其中，尤其是冬季空气污染最为严重，夏季空气质量相对较好。整个“十二五”期间，SO2、NO2和PM10冬季浓度分别比夏季高61.3%、78.6%和128.8%，差异十分明显。

城市的局地气象要素与城市大气污染关系密切，而各种气象因素对于空气污染程度的影响不是相互独立作用的，而是相互联系和影响的。泸州市独特的地理地形环境与鲜明的亚热带季风气候的协同作用是造成大气污染物浓度季节性差异明显的原因。泸州市属于组团型结构山地城市，城市用地被长江、沱江所分割，属于地形起伏、山水相间的丘陵地带。加之降水夏季多，冬季少，湿清除过程对颗粒物的作用存在差异；风速、逆温和雾罩影响污染物的扩散输送，冬季静风频率、逆温频次以及雾罩日数明显多于其他季节，不利于污染物的扩散输送，极易造成污染物的二次生成与近地面累积：夏、秋季日照辐射充足，对流活动较强，边界层较高，污染物垂直扩散能力较强，相反冬季边界层较稳定，且边界层高度低，污染物的环境承载力相对明显减小。这些因素制约的环境承载力差异决定了泸州市大气中污染物浓度存在明显的季节性差异。

2.3城市环境空气质量月度变化

泸州市二氧化硫月变化呈“先降后升”趋势，自1月起二氧化硫月均值逐月下降，9月达到最低，之后稳步上升。具体见图3。

图3　SO2月度平均浓度变化

泸州市二氧化氮月变化呈“先降后升”趋势，自1 月起二氧化氮月均值逐月下降，7月达到最低，之后稳步上升。具体见图4。

图4　NO2月度平均浓度变化

泸州市可吸入颗粒物浓度相对较高的月份集中在1～4月以及10～12月，1月最高；相对较低的月份集中在5-9月，9月最低。具体见图5。

图5　PM10月度浓度变化

2.4环境空气质量特征分析

图6　2011-2015年NO2/SO2值变化情况

图6为泸州市NO2/SO2值变化情况。在2011-2015年期间SO2浓度逐年下降，污染负荷占比同样从26.1%下降到15.4%，说明泸州市的煤烟型污染基本得到控制。与之相反，泸州市NO2浓度趋势出现“倒V”型变化特征，前三年呈缓慢上升趋势，从2011年的44 μg/m3上升到2013年最高值的49 μg/m3，近两年由于气候因素影响，年均浓度略有下降。2011-2015年，泸州市NO2/SO2值由0.88上升到1.43，这说

明一方面SO2减排效果明显，城市能源结构调整导致SO2浓度持续下降，另一方面而机动车保有量持续上升，NOx的工业减排成效没有完全体现，NO2不降反升，导致了NO2/SO2比例值增长迅猛。NO2/SO2值在2013年超过1.0，表明泸州市大气污染类型由煤烟型转变为煤烟型、机动车尾气型并存的复合型污染。

3　结　论

通过对泸州市2011-2015 年城市空气质量浓度统计分析，得出如下结论。2011-2015年间泸州市PM10年均浓度值浓度出现“倒V”型变化特征，前三年缓慢上升，2013年达到峰值97 μg/m3后回落至2015年的89 μg/m3；SO2年均浓度呈快速下降趋势，由2011年的50 μg/m3下降到2015年的23 μg/m3；NO2年均浓度呈波动下降趋势，在33～49 μg/m3之间波动。

泸州市城区空气质量有明显的季节特征差异，夏季空气质量最好，冬季空气质量最差。整个“十二五”期间，SO2、NO2和PM10冬季浓度分别比夏季高61.3%、78.6%和128.8%，差异十分明显。

泸州市以SO2、NOx和PM10为特征污染的传统煤烟型问题依然严重且尚未得到根本解决的同时，机动车尾气、臭氧和细颗粒物为特征污染的复合污染问题又接踵而至。值得注意的是，共存的污染问题不是简单的线性叠加，而是存在着污染物之间的相互转化和作用的过程，使得泸州市大气污染问题愈发复杂化。

[1]Hopke P K,Cohen D D,Begum B A,et al.Urban air quality in the Asian region[J].Science of the Total Environment,2008,404:103-112.

[2]Guleda O E,Demir I,Halil H.Assessment of urban air qualityin Istanbul using fuzzy synthetic evaluation[J].Atmospheric Environment,2004,38:3809-3815.

[3]Frank A M,Moussiopoulos N,Sahm P,et al.Urban air quality in larger conurbations in the European Union[J].Environmental Modeling & Software,2001,16:399-414.

[4]Chan C K,Yao X H.Air pollution in mega cities in China[J].Atmospheric Environment,2008, 42:1-42.

[5]邹军,杨柳.四川省城市环境空气质量及其变化趋势[J].四川环境,2010,29(4):50-53.

[6]GB3095-2012 环境空气质量标准[S].

The Urban Air Quality and Trends of Luzhou*

LUOJun,XUEJing-zhou,ZHANGHong-wen

(Luzhou Environmental Monitoring Center, Sichuan Luzhou 646000, China)

To know the urban air quality and trends of Luzhou, the monitoring data of 2011-2015 was analyzed, to calculate of load and trends. The results were as follows: the concentration of SO2and NO2was decreasing, but the PM10was fluctuating repeatedly. The air quality varied from season to season and the type of air quality was becoming the compound type. Pollution coexistence was not a simple linear superposition, but the existence and role of mutual transformation process between pollutants such Luzhou city air pollution problems became more complicated.

urban air quality; PM10; SO2; NO2

泸州市社科联项目“泸州城市雾霾对策研究”(LZ15A18)。

罗俊(1981-)，男，工程师，从事环境空气监测。

X82

B

1001-9677(2016)012-0150-03