聊城市大气污染变化特征研究*

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(聊城大学 环境与规划学院，山东 聊城 252000)

【理工园地】

聊城市大气污染变化特征研究*

郭庆春1，袁悦2，刘芳芳3，高芮4，张淑文5，姜洪瑞6

(聊城大学 环境与规划学院，山东 聊城 252000)

利用聊城市2014-2016年空气质量数据，运用统计方法，分析了空气质量年、季、月变化特征，结果表明：从年际变化来看，空气质量指数呈先上升后下降趋势，空气质量同时具有明显的季节变化，夏季空气质量最好，冬季最差，空气质量还具有明显的月变化，8月份空气质量最好，12月最差。

大气污染；空气质量指数；空气质量

大气污染已成为国家和人民群众十分关注的问题，倍受各级政府的重视。重度和严重的空气污染会导致空气污浊和能见度下降，不仅能危害人们的正常生活，甚至能威胁身心健康，空气污染已成为中国各大城市关注的焦点和热点问题[1]。了解城市空气质量现状对于揭示空气质量的演变规律、控制城市大气污染、保证城市稳定持续发展具有重要的科学意义。

聊城地处鲁西平原，是山东省的西大门，毗邻河南、河北，位于华东、华中、华北三大区域交界处，地势西南高、东北低，海拔高度约27.5-49.0米，全市总面积约8715平方公里。气候属于温带季风气候区，具有显著的季节变化和季风气候特征。聊城春季干旱多风；夏季高温多雨，雨热同季；秋季天高气爽，气温下降快。聊城市年平均气温约为13.1℃，年平均降水量约578.4毫米，全年降水近70%集中在夏季，夏季易出现局部内涝。秋季雨量多于春季，春季干旱发生频繁，冬季降水最少，只占全年的3%左右。聊城是中国蔬菜第一市，是国家历史文化名城，中国优秀旅游城市，中国温泉之城，国家园林城市，国家卫生城市，双拥模范城，国家环保模范城。聊城城区独具“江北水城”特色，素有“中国北方的威尼斯”之称。 2016年12月7日，聊城被列为第三批国家新型城镇化综合试点地区。

一、资料来源及方法

1.空气质量指数

空气质量指数(Air Quality Index，简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数。根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633-2012)规定：空气污染指数划分为0-50、51-100、101-150、151-200、201-300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。而API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准(GB3095-1996)，评价的污染物仅为SO2、NO2和PM10等三项，且AQI采用分级限制标准更严。因此AQI较API监测的污染物指标更多，其评价结果更加客观。

2.资料来源

聊城市空气质量日报数据来源于环境保护部中国环境监测总站全国城市空气质量实时发布平台发布的各类污染数据，包括各类污染物小时浓度值、日均浓度值以及空气质量指数( AQI) 等。

3.方法

采用统计方法分析了聊城市空气质量AQI 指数年、季、月的变化特征及变化趋势。

二、聊城市大气污染年变化特征

对聊城市AQI 指数逐年变化趋势进行了分析发现，AQI 指数呈先上升后下降趋势。如图1所示。

图1 2014年-2016年聊城市AQI年变化图(AQI无量纲)

2014年，聊城市城区环境空气中首要污染物为细颗粒物(PM2.5)，污染负荷系数为46.4%，次要污染物为可吸入颗粒物(PM10)，污染负荷系数为29.1%，二氧化硫污染负荷系数为14.2%，二氧化氮污染最轻，污染负荷系数为10.3%。二氧化硫、二氧化氮、细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)的年均值分别为0.053毫克/立方米、0.050毫克/立方米、0.099毫克/立方米和0.177毫克/立方米，二氧化硫、二氧化氮浓度年均值符合国家二级标准，可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)浓度年均值均超出国家二级标准。2015年聊城市城区环境空气中主要污染物依次为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化氮、二氧化硫；以四季度污染最重、三季度最轻；采暖期污染程度明显高于非采暖期；主要污染物细颗粒物及可吸入颗粒物在12月份形成全年污染最重月份，在8月份污染最轻。2016年聊城市“蓝天白云，繁星闪烁”天数为174天，同比增加29天；优良天数为144天，比例为39.3%，同比增加11天。主要污染物中PM2.5年均值浓度为86μg/m3，同比改善14.9%；PM10年均值浓度为151μg/m3，同比改善8.5%；SO2年均值浓度为31μg/m3，同比改善24.4%；N02年均值浓度为42μg/m3，同比改善4.5%。环境空气质量实现持续改善。2016年聊城市环境空气质量显著改善，主要是因为针对冬季气象扩散条件不利、取暖季节污染物排放量大的特点，聊城于2016年10月至2017年1月开展了大气污染防治“百日攻坚战”行动，深入实施了治燃煤、治炉窑、治扬尘、治油烟、治焚烧、治裸土、治尾气和治异味等八个专项行动。聊城市近年来加强了对空气污染的治理，已取得明显的效果。

三、聊城市大气污染季节变化特征

聊城市大气污染季节变化特征如图2所示。

图2 2014年-2016年聊城市AQI季节变化图(AQI无量纲)

聊城市夏季空气质量最好，AQI平均值约为98.22，冬季空气质量明显较差，AQI平均值约为171。春秋季介于冬夏季之间，但春季空气质量指数比秋季大，聊城市AQI 指数平均值基本符合这样的规律：夏季<春季<秋季<冬季。

造成上述情况的原因是夏季太阳辐射强，地面增温加快，常在近地面层形成不稳定层，容易产生空气垂直运动，进而引发雷雨大风等强对流天气[2]，而且不易形成逆温层，即使逆温层存在时间也比较短，空气质量较好；而冬季太阳辐射弱，日照时间较短，气温低，大气较稳定，易形成逆温且维持的时间比较长，对污染物的扩散不利，而且北方城市冬季处于采暖期，燃料消耗量大，污染物排放量大，更加剧了大气污染[3]；春季污染较重是由于聊城市地处黄河冲击平原，春季冷空气活跃，风速大，气温回暖，地表植被覆盖度差，容易引起沙尘天气，使API 平均值增加[4-5]。

四、聊城市大气污染月变化特征

聊城市大气污染月变化特征如图3所示。

图3 2014年-2016年聊城市AQI1-12月变化图(AQI无量纲)

从聊城市月分布上看，AQI月平均最高值在12月，平均值约为186.6，AQI月平均浓度最低值在8月，AQI平均值约为97.3，8月份空气质量状况属于良，从整体变化趋势看，从1月到8月为下降趋势，9月开始明显上升。

五、结论

聊城市冬季取暖造成燃煤排放急剧增加，且聊城市具有风力较弱、静风时间长特点，污染物不易扩散导致严重的灰霾现象。

(1)聊城市AQI 指数年均值呈先上升后下降趋势，2016年聊城市环境空气质量显著改善，主要因为开展了大气污染防治“百日攻坚战”行动，加强了对空气污染的治理。

(2)聊城市均是夏季空气质量最好，冬季空气质量最差，春秋季介于冬夏季之间。

(3)聊城市AQI从1月到8月为下降趋势，9月开始明显上升，AQI月平均最高值在12月， AQI月平均浓度最低值在8月。

[1]谈建国，等.上海城市空气质量预报(日报)业务系统探讨[J].气象，2001(6):33-35.

[2] 潘虹梅，等. 基于API 方法的城市大气污染评价[J]. 环境科学与管理，2008(2): 178-180．

[3] 耿敏，等. 青岛地区沙尘天气特征分析[J]. 山东气象，2006，26(4): 6-8.

[4] 杜吴鹏，等. 沙尘天气对我国北方城市大气境质量的影响[J]. 环境科学研究，2009(9): 1021-1026.

[5] 董继元，等. 降水对中国部分城市空气质量的影响分析[J]. 干旱区资源与环境，2009(12): 43-48.

[责任编辑张宇龙]

ResearchontheVariationCharacteristicsofAirPollutioninLiaocheng

Guo Qingchun, Yuan Yue, Liu Fangfang, Gao Rui, Zhang Shuwen,Jiang Hongrui

(Liaocheng University, Liaocheng 252000)

Based on air quality data of Liaocheng in 2014-2016, the variation characteristics of air quality in liaocheng are analyzed by using of statistical method. The results showed that the annual variation characteristics of air quality index first increased and then decreased. Obviously seasonal variation characteristics of air quality: the air quality in summer is the best, the worst is in winter. Monthly variation characteristics of air quality: the best is in August, the worst is in December.

Air Pollution; Air quality index; Air quality

2017-03-23

1.郭庆春(1979— )，山东省聊城市人，聊城大学环境与规划学院讲师，博士；2.袁悦(1995— )，女，山东省菏泽市人，聊城大学环境与规划学院本科生；3.刘芳芳(1994— )，女，山东省菏泽市人，聊城大学环境与规划学院本科生；4.高芮(1996-)，女，山东省青岛市人，聊城大学环境与规划学院本科生；5.张淑文(1996— )，女，山东省济南市人，聊城大学环境与规划学院本科生；6.姜洪瑞(1995— )，山东省青岛市人，环境与规划学院本科生。

本文系聊城大学大学生创新创业训练计划资助(项目编号：CXCY2016061)；陕西省教育厅科研计划项目 (项目编号：15JK1058)阶段性研究成果之一。

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1008-4649(2017)03-0090-04