2017年中国大陆地区空气中主要污染物时空分析

摘 要：本文采用环保部2017年全年中国大陆地区31个地级城市重点监测的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O36种首要污染物的大气环境污染数据，分析了其空间分布的差异性和季节变化特征，并解析了不同污染物的来源。

关键词：主要污染物；空间差异性分析；季节变化特征；来源

1.前言

随着我国经济的飞速发展，城市规模的不断扩大，我国空气环境质量问题越来越受到重视。特别是20世纪80年代改革开放以来，经济持续高速发展，使得环境压力明显增大，长期积累的环境风险已经开始显现，一些大中城市的大气污染所造成的空气质量已有恶化的趋势[1]。

本文搜集环保部监测的中国大陆地区31个重点城市的6种首要污染物在2017年一年的浓度变化。采用统计学方法和ARCGIS软件进行数据分析，研究其空间分布的差异性和季节变化特征，根据变化解析污染物的源分布。此研究对于我国的大气污染防治具有重要意义。

2.区域研究概况

本文将全国大陆地区31个大中城市作为研究对象，参考黄秉维[2-3]、刘再兴的区划方案，最后选取《中国经济地理》（第三版）中的划分方案，将大陆地区划分为华东地区、华南地区、华中地区、华北地区、东北地区、西北地区以及西南地区七个大区域进行空间分析。

本文使用的数据资料来源通过中国环境监测总站网站发布的信息搜集。以上数据搜集起止时间为2017年1月～2017年 12 月，为期一年，本文把四季的划分如下：春季 1月～3月，夏季4月～6月，秋季 7月～9月，冬季10月～12月。

3.六种主要污染物时空分析

3.1 PM2.5浓度水平分析

3.1.1空间差异性分析

从图上可以看出，PM2.5浓度高值区在华北地区，尤其集中在石家庄、太原等城市，西南、华南地区是浓度低值区。由于石家庄、太原等城市是全国重工业基地，燃煤排放的氮氧化物、硫氧化物多，在空气中容易形成硫酸盐、硝酸盐，为细颗粒物的形成做了贡献，机动车尾气也会排放大量的细颗粒物。

PM2.5的年平均浓度在20.08-86.25?g/m3之间，平均为49.17?g/m3，按PM2.5年平均空气质量标准评价，所有城市均未达到空气质量一级标准，除了拉萨，贵阳，昆明，海口，福州这5个城市空气质量达到二级标准，其他所有城市均未达到二级标准。

在华东地区，济南浓度最高，为65?g/m3，福州浓度最低，为27.25?g/m3；在华南地区，海口浓度最低为20.42?g/m3，南宁浓度最高为35.50?g/m3；在华中地区，郑州浓度最高为71.50?g/m3，南昌浓度最低为41.67?g/m3；在华北地区，石家庄浓度最高为86.25?g/m3，呼和浩特浓度最低为43.92?g/m3；在西北地区，西安浓度最高为73.33?g/m3，西宁浓度最低为38.25?g/m3；在西南地区，成都浓度最高为56.08?g/m3，拉萨浓度最低为20.08?g/m3；在东北地区，长春浓度最低为47.17?g/m3，哈尔滨浓度最高为57?g/m3。

3.1.2季节变化特征

2017年，中国PM2.5浓度值冬季最高，秋季次之，夏季最低，这种结果出现的原因可能是冬季大量燃煤的原因。从北方与南方的浓度差异来看，更加证实了PM2.5来源于燃煤这一观点，因为南方冬季取暖不靠暖气，没有大量燃煤，所以浓度比北方地区低，此外冬季逆温天气出现的频率比较大，不利于污染物的输送扩散，导致PM2.5浓度高。

3.2 PM10浓度水平分析

3.2.1空间差异性分析

PM10高浓度主要集中在华北、西北地区，华中、东北次之，西南、华南、华东最低，尤其集中在太原、石家庄、西安、兰州等城市。而上海、海口等城市由于位于东部沿海地区，季风气候明显，降水量相对较大，而降水能够有效地清除、冲刷空气中的各种污染物，降低空气中各种污染物的浓度，使空气中的污染物得到自然净化，对减少污染物和抑制扬尘有很好的作用。

PM10的年平均浓度在37.08-157.83?g/m3之间，平均为87.95?g/m3，按PM10年平均空气质量标准评价，在31所城市里，只有海口达到空气质量一级标准，只有福州，上海，广州，南宁，海口，长沙，拉萨，贵阳，昆明这9个城市空气质量达到二级标准，其他所有城市均未达到二级标准。

在华东地区，济南浓度最高，为130.33?g/m3，福州浓度最低，为51.83?g/m3；在华南地区，海口浓度最低为37.08?g/m3，南宁浓度最高为56.33?g/m3；在华中地区，郑州浓度最高为131.33?g/m3，长沙浓度最低为69.92?g/m3；在华北地区，石家庄浓度最高为157.83?g/m3，北京浓度最低为86.67?g/m3；在西北地区，西安浓度最高为129.58?g/m3，西宁浓度最低为96.58?g/m3；在西南地区，成都浓度最高为88.58?g/m3，贵阳浓度最低为53.17?g/m3；在东北地区，长春浓度最低为81.50?g/m3，沈阳浓度最高为87.58?g/m3。

3.2.2季节变化特征

PM10冬季最高，春季次之，夏季最低，有研究证明，春季是沙尘暴频发的季节，会导致PM10浓度显著增加，夏季降水量大，对空气中的PM10有很大的冲刷作用，降低空气中的浓度，同时夏季温度高，空气对流活动加強，有利于污染物的扩散，PM10浓度的时间分布与PM2.5相近，可能来自相同的污染源，即工业燃煤、汽车尾气与地面扬尘等等。

3.3 SO2 浓度水平分析

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）可知，2017年我国31城二氧化氮平均浓度约为44ug/m3，高于国家二氧化氮的二级年均浓度限值（40ug/m3），仅有7个城市达标，其中华北地区二氧化氮年均浓度最高，达50ug/m3，华南地区二氧化氮浓度最低，平均浓度为33ug/m3。

3.3.1 空间差异性分析

在空间分布上，我国中部地区大气中二氧化氮浓度较高，包括华北、西北、华中以及西南地区，这些地区地处内陆，且降雨相对较少，不利于污染物的稀释扩散，因此浓度相对较高。而东北、华东、华南地区浓度相对较低，由于毗邻海洋，有利于污染物扩散，因此浓度较低。

3.3.2 季节变化特征

全年二氧化氮呈季节性变化但变化幅度不大，整体浓度均呈现先下降后上升的趋势，冬季浓度最高，夏季浓度最低，春、秋季浓度差异不大。大气中二氧化氮的来源包括机动车、轮船尾气排放、燃料燃烧以及雷电等自然源产生。我国各地区二氧化氮浓度随时间分布变化幅度不大，自然源要远小于人类活动产生的，说明大气中二氧化氮的主要污染源来自汽车、轮船等的尾气排放，因此汽车尾气氮氧化物的控制及大气中氮氧化物的吸收转化是二氧化氮的主要限制因子。

4.结语

本文通过对2017年全年中国大陆地区中的中华人民共和国环境保护部公布重点监测的31个地级市大气环境污染的变化特征开展了的较为详细的研究，分析了31个地级市2017年的六种主要大气污染物的时间变化特征和空间变化特征，同时分析该污染物来源。

参考文献

[1]郭婧，王文兴，海热提·涂尔逊.广州市酸沉降对材料破坏的经济损失估算[J]城市环境与城市生态，2004，17（3）：15-17.

[2]黄秉维，陈传康，蔡运龙等.区域持续发展的理论基础—陆地系统科学[J].地理学报.1996，51（5）：445-452.

[3]黄秉维.中国综合自然区划纲要[M].地理集刊.1989，21

作者简介

王茜（1997.08-），性别：女，民族：汉族，籍贯：山东省青岛市，当前职务：学生，学历：本科，研究方向：环境科学。

（作者单位：中央民族大学生命与环境科学学院2015级环境科学专业）