西青区2017—2019年环境空气质量特征分析

李鹏 边玮瓅 刘彬 李丹 毕温凯

摘 要：目前，天津市西青区大气污染防治进入攻坚期。因此，本文对西青区2017—2019年空气质量自动监测数据进行分析。结果表明，西青区空气质量有逐年向好的趋势，但O3污染问题日益突出;PM2.5占比有所下降，但它依旧是最主要的污染物;O3占比超过PM10和NO2，成为仅次于PM2.5的第二大污染物。O3各月浓度呈凸形分布，其他污染物浓度总体呈凹形分布。最值浓度基本分布在7—8月和12至次年1月。O3日变化为明显的单峰结构，其他污染物呈双峰结构。今后大气防治重点应从颗粒物的复合污染转为颗粒物复合污染与臭氧污染协同治理，全年紧抓颗粒物污染防治，同时长期坚持不懈地抓移动源污染治理，并做好道路交通优化。

关键词：空气质量;污染特征;西青区

中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）09-0134-03

Abstract： At present， the prevention and control of air pollution in Xiqing District of Tianjin has entered a critical period. Therefore， this paper analyzed the air quality automatic monitoring data of Xiqing District from 2017 to 2019. The results show that the air quality in Xiqing District has been improving year by year， but the problem of O3 pollution has become increasingly prominent; the proportion of PM2.5 has declined， but it is still the most important pollutant; the proportion of O3 exceeds PM10 and NO2， which has become the second largest pollutant after PM2.5. The monthly concentration of O3 presents a convex distribution， and the concentration of other pollutants generally presents a concave distribution. The maximum concentration is basically distributed from July to August and from December to January of the following year. The daily change of O3 has an obvious unimodal structure， and other pollutants have a bimodal structure. In the future， the focus of atmospheric prevention and control should be shifted from particulate compound pollution to the coordinated treatment of particulate compound pollution and ozone pollution， and the prevention and control of particulate matter pollution should be focused on throughout the year， at the same time， long-term and unremitting efforts have been made to control mobile source pollution， and to optimize road traffic.

Keywords： air quality;air pollution characterization;Xiqing District

環境空气是指动物、植物和建筑物所暴露的室外空气，环境空气质量评价是指依据环境空气中主要污染物浓度的高低，定量描述空气的污染程度，它与人体健康息息相关。当前，我国空气环境污染问题比较严重，而京津冀地区是我国空气污染最重的区域之一[1-4]，十分有必要开展地区环境空气质量特征研究。

西青区位于天津市西南部，地处华北平原东北部，地势低平，平均海拔为2～5 m，河道沟渠纵横，坑塘洼淀密布。其处于暖温带半湿润大陆性季风气候区，干湿季节分明，冬、夏季长，春、秋季短;春季干旱多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。2018年末，全区常住人口为86.34万人，地区生产总值为986.64亿元，其中，第一产业为11.10亿元，第二产业为590.54亿元，第三产业为385.00亿元[5]。随着蓝天保卫战的持续深入，西青区大气污染防治进入攻坚期。为了解西青区近年来环境空气污染变化趋势及特征，现对西青区2017—2019年环境空气质量特征进行分析，以期为西青区制定大气防治措施提供科学依据。

1 数据源及评价方法

1.1 数据源

研究数据来源于天津市环境空气监测站辛老路点位，启用于2016年10月12日，其位于西青区张家窝镇人祥北里27号楼华旭小学5楼顶，距地面约15 m，周边为居民区，无明显污染源。

仪器运行及数据质控均按国家相关要求执行。本研究采用TEOM 1405系列颗粒物监测仪监测颗粒物（PM），质量控制严格按照《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范》（HJ 817—2018）要求进行。同时，利用Thermo 42i系列氮氧化物分析仪、Thermo 43i系列二氧化硫分析仪、Thermo 48i系列一氧化碳分析仪分别监测NOx、SO2、CO，仪器每天自动校准，按照《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范》（HJ 818—2018）要求进行质量控制。

1.2 评价方法

首先，采集样品，对《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）中规定的二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、细颗粒物（PM2.5）6个基本项目进行单项污染物浓度达标评价。之后，依据《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663—2013）中的单项指数法和综合指数法进行综合分析。

2 结果与讨论

2.1 年变化趋势

2017—2019年，西青区空气质量状况如表1所示。空气质量综合指数逐年降低，表明空气质量有逐年向好的趋势;六项污染物中，O3浓度逐年上升，其他五项污染物浓度有逐年下降的趋势，即西青区调整能源结构取得明显成效，SO2浓度维持在较低水平，同时颗粒物浓度逐年降低，控制移动源污染成效明显，NO2浓度也逐渐下降，但是O3浓度有明显上升，表明今后大气污染防治重点应从防治颗粒物复合污染转为颗粒物复合污染治理与臭氧污染协同治理。

图1中，虽然PM2.5占比有所下降，但依旧是占比最大的污染物，治理细颗粒污染仍然是大气污染防治的重中之重;PM10占比维持在20%以上，扬尘污染依旧突出;O3污染占比超过NO2，成为仅次于PM2.5的第二大污染物，夏季臭氧问题逐渐突出，表明今后大气污染防治中臭氧污染物的前体物防治刻不容缓;CO和SO2占比基本稳定，表明燃烧源的影响稳定存在，是一个不可忽略的重要方向。

2.2 月变化

图2为西青区2017—2019年各月主要污染物浓度变化曲线，PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO各月分布总体呈凹形分布，O3变化呈凸形分布。PM2.5和PM10浓度均为1月最高，分别超标134%和58%;8月最低，PM2.5超标5%，PM10浓度达标;NO2和SO2浓度均为7月最低，NO2浓度12月最高且超标50%，SO2浓度1月最高且达标;CO浓度1月份最高且超标8%，7—8月最低且达标;O3浓度6月最高且超标32%，12月最低且达标。PM2.5、PM10各月均超标，NO2在10月至次年4月超标，O3在5—9月超标，即主要污染物月份相对集中，全年需要大力治理颗粒物污染，5—9月强化治理臭氧污染，秋冬季强化治理機动车、燃烧源等。

2.3 日变化

图3为西青区主要污染物浓度的日变化情况，PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO浓度日变化呈双峰结构，第一高峰与上班高峰基本延后1 h，第二高峰与下班高峰基本吻合，但峰度明显缓和。O3日变化为明显的单峰结构，15：00出现峰值，其中，10：00—18：00浓度明显高于其他时段。研究表明，现阶段还需要进一步治理与上下班高峰期相关的污染，主要措施应集中在道路扬尘及机动车管控，同时做好道路交通优化。

3 结论

2017—2019年，西青区空气质量有逐年向好的趋势，但O3污染问题日益突出。PM2.5占比有所下降，但它依旧是最主要的污染物，O3占比超过PM10和NO2，成为仅次于PM2.5的第二大污染物。PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO各月分布总体呈凹形分布，O3呈凸形分布。最值浓度基本分布在7—8月和12月至次年1月。O3日变化为明显的单峰结构，其他污染物呈双峰结构，第一高峰与上班高峰基本延后1 h，第二高峰与下班高峰基本吻合，但峰度明显缓和。今后大气防治重点应从防治颗粒物的复合污染转为颗粒物复合污染与臭氧污染协同治理，全年紧抓颗粒物污染防治，其中5—9月强化治理臭氧污染，秋冬季强化机动车、燃烧源治理等，同时长期坚持不懈地抓移动源污染治理，并做好道路交通优化。

参考文献：

[1]王文兴，柴发合，任阵海，等.新中国成立70年来我国大气污染防治历程、成就与经验[J].环境科学研究，2019（10）：1621-1635.

[2]郝宏飞，杨婷，王自发，等.2013—2015年北京污染频发期细颗粒物重污染成因与天气形势关系的研究[J].环境科学学报，2018（6）：2201-2213.

[3]徐虹，肖致美，陈魁，等.天津市2017年重污染过程二次无机化学污染特征分析[J].环境科学，2019（40）：2519-2525.

[4]程念亮，李云婷，张大伟，等.2014年10月北京市4次典型空气重污染过程成因分析[J].环境科学研究，2015（2）：163-170.

[5]国家统计局天津调查总队.天津统计年鉴2019[M].北京：中国统计出版社，2020：1-2.