酒泉市大气污染物时间变化、影响因素及对策

向国立 邓银成

（甘肃省酒泉生态环境监测中心 甘肃酒泉 735000）

引言

近年来，随着国家加强城市大气环境治理力度，全国城市大气质量逐步改善。根据2021 年5 月发布的《2020 年中国生态环境状况公报》发布的数据显示，2020 年全国337 个地级及以上城市中，有202 个城市环境空气质量达标，达标率为59.9%，较2019 年上升了13.3 个百分点。但由于北方特殊的气候条件，加之，随着城市发展，居民生产生活水平的提升，城市机动车保有量的增加，尤其是每年冬季，在北方集中供暖季节，大量燃煤锅炉的应用，加之越来越的城市机动车尾气的排放，北方冬季干旱少雨的气候特征等等，都导致了北方城市大气环境污染物含量居高不下。主要表现为氮氧化物、二氧化硫及可吸入颗粒物浓度超标。

酒泉市位于甘肃西北部河西走廊西端，常住人口113.22 万人，地理位置为北纬38°09′～42°48′，东经92°20′～100°20′之间。地势为南高北低，7-10 月为丰水期，枯水期甚长，属大陆性半沙漠干旱气候，干燥寒冷，降水奇缺，冬冷夏热温差大，秋凉春旱多风沙，常年主导风向为西南风。酒泉市工业较为集中，城市大气属煤烟型、汽车尾气型和其他污染并重的复合型污染城市，给生产生活和生态环境造成不利影响。因此，需要针对全市污染物的时间、空间的变化规律和特点，从相关影响因素的视角来分析和研究，从而提出更具有针对性和可操作性的大气环境污染防治措施，对保护城市生态环境具有积极而重要的现实意义。

1 数据及方法

1.1 数据范围

选取2020 年1 月1 日-2020 年12 月31 日，数据类别包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、一氧化碳、臭氧、细颗粒物的日均浓度值，以及气温、气压、湿度、风向、降水量、风速等等数据信息。

1.2 数据处理

将收集到的相关数据信息，严格按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的相关规定，以及空气质量指数（AQI）的相关标准，深入分析酒泉市城市大气污染物含量，以及污染物变化与时间、空间之间的紧密关系，分析研究结果，提出相应对策措施。

2 结果及分析

2.1 基本特点

2020 年（365 天，以下同）空气质量优良天数为329 天，占全年的90.14%，污染天数为36 天，占9.86%。其中，轻度污染22天，中度污染5 天，重度污染1 天，严重污染8 天。污染天数较2019 年有所降低，空气质量改善较为明显。

从表1 可知，2020 年酒泉市大气污染物为细颗粒物和可吸入颗粒物，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧无超标浓度限制日数。且浓度范围分别为二氧化硫为2-20μg·m-3、二氧化氮6-44μg·m-3、一氧化碳0.2-1.2mg·m-3、臭氧为50-146μg·m-3，年内差值较大。

表1 2020年酒泉市各项污染物超标天数及浓度范围（CO：mg·m-3，其他：μg·m-3）

2.2 时间变化特点

从表2 可以看出，酒泉市二氧化硫、一氧化碳排放量峰值主要集中于1-2 月，以及11 月-12 月份；二氧化氮则是集中于1月、9 月-12 月期间；臭氧日最大8 小时均值，主要峰值在4 月-9月期间。可吸入颗粒物、细颗粒物则以1 月-5 月份为当年峰值。从季节变化情况来看，酒泉市颗粒物浓度呈现出冬春高，夏秋两季低的特点，春季浓度高主要与风沙影响，以及城市居民生活使用燃煤锅炉，导致城市煤烟污染比例较大。由于这些因素的存在，使得城市大气环境中的污染物颗粒物浓度在特定时间节点内不断增加，影响了城市大气环境质量，使城市大气环境质量降低。后期，随着季节性变化，城市大气环境中污染物低浓度值季节主要集中于降雨量充沛的夏季，可见，气象因素中的降水，对城市大气环境中的污染物浓度具有很好的处理效果，增加了城市大气中的湿沉效果，由于受到大气雨水沉降影响，降低了城市大气污染物浓度，大气环境质量显著改善[1]。

表2 2020年酒泉市各项污染物月度浓度均值（CO：mg·m-3，其他：μg·m-3）

2.3 影响因素及其与大气污染物浓度相关性分析

酒泉市大气污染情况来看，主要为复合型大气污染类型，既有燃煤取暖所致，还与化石燃料燃烧有关，以及道路交通、机动车尾气排放等。从分析的情况来看，颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等与温度及降水量存在较为显著的负相关联系，与气压呈现较为明显的正相关关系，臭氧与降水量及温度则呈现出较为明显的正相关关系，与气压呈显著负相关关系[2]。风级与大气污染物没有相关性，但温度与二氧化硫的相关性最好。

颗粒物浓度、二氧化氮、二氧化硫及一氧化碳与温度呈显著的负相关关系，随着酒泉市城市气温的不断升高，垂直方向上的空气对流便会加强，大气环境中的污染物浓度变会随之降低。臭氧与城市温度也呈较为显著的正相关关系，尤其是在夏季城市气温偏高，持续时间较长，大气环境中极易发生光化学反应的频次就会更多，大气中二次溶胶生成加快，臭氧含量随之增加。而气压与这些污染物则呈现出较为显著的相关性联系。细颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等与气压都表现出显著的正相关联系，臭氧则与气压呈现出较为显著的负相关关系。突出表现在，当低压系统内气流上升时，高压系统则会控制时区内气流下沉[3]。总之，强高压、强低压控制下的风速快，利于城市大气中污染物向四周扩散，大气环境中污染物浓度便会降低[4]；而弱高压、弱低压控制下的风速慢，不利于城市大气中污染物扩散，从而加剧城市大气中污染物含量。

相关研究显示，降水量也会对大气环境能见度、颗粒物浓度，以及气态污染物浓度产生一定程度的影响[5]。其中，降水量常常与城市细颗粒物浓度、二氧化氮、二氧化硫及一氧化碳等呈现出较为显著的负相关关系，即，城市降水量越大，时区范围内的大气污染物浓度越低，臭氧则与降水量表现出正相关联系，且二氧化硫溶于水的特性，使的降水也会对城市大气中的二氧化硫有着较大影响，降水量越大，清除城市大气环境中的二氧化硫浓度效果越明显[6]。

结语

城市大气环境质量关乎着城市的可持续发展，也深刻地影响着工业、建筑业、化工业等重要产业在城市的布局，对城市的长远发展具有重要影响[7]。因此，要及时掌握城市大气环境状况，分析不同因素对于城市大气环境中污染物含量变化的影响，从而为城市管理的决策者提供更加科学的依据，为做好城市管理，强化城市大气污染防治等发挥着重要价值[8]。酒泉市是新中国石油工业和核工业的发祥地，也是全国重要新能源基地，全市逐渐形成了新材料产业、生物制药产业、新能源装备制造业、信息技术产业和节能环保五大产业，电力、石化、冶金、有色、建材和食品是工业支柱产业。近年来，随着工业化、城市化进程加快，全市大气环境质量日益受到社会各界的关注。通过分析全市大气环境质量，尤其是污染物时间变化及影响因素分析，为全市大气污染防治提供更为明确方向和工作重点，具有积极的现实指导意义。