福建省惠安县2016年-2020年大气环境质量评价

＊庄汉斌

（惠安县环境监测站 福建 362100）

1.引言

随着经济高速发展和城市化进程的加快，大气环境污染问题已严重制约城市发展，威胁社会经济发展和人民身心健康，也成为环境学科研究的重点。因此，通过对区域大气环境质量变化趋势的研究，掌握大气污染状况产生原因及变化特征，为改善大气环境质量提供科学参考具有重要意义。大气环境质量评价是大气污染防治的重要内容，在大气环境质量分级标准的基础上，以若干大气环境影响因子的监测资料为依据，采用选定方法对某一区域在某一时间段的大气环境质量进行定性或定量评估，从而为有效防治大气污染提供必要的科学依据，因此对大气环境质量的客观准确评价是防治区域大气污染的前提和关键。国内许多学者对不同城市的大气环境质量状况进行了评价，王棚飞等对重庆市大气环境质量进行了评价，结果表明，重庆市大气中首要污染物是PM10，其次是氮氧化物，最后是二氧化硫。气温、日照、降水等气象因素与大气环境质量季节变化具有一定的相关性。经济社会的快速发展对大气环境质量有一定的影响。许丽媛采用层次分析法对甘肃省迭部县2013年-2017年大气环境质量及其变化进行评价，结果表明，迭部县大气环境质量受PM10影响较大，受SO2和NO2的影响较小。总体来说，迭部县大气环境质量好转趋势明显。校园齐等采用灰色关联度法对新乡市大气环境质量进行评价研究。研究结论表明，新乡市大气环境质量有待改善，且冬半年的可悬浮颗粒物问题尤为突出。赵建平等基于云模型对长沙市2014年-2016年大气环境质量进行综合评价。结果表明，云模型能够很好地实现评价指标数值和大气环境质量等级间的不确定映射，长沙市大气环境质量呈现逐年好转趋势，评价结果与实际情况相符。福建省惠安县的相关研究还未见报道，因此，本文拟采用环境空气质量综合指数对2016年-2020年惠安县三个大气省控点的大气污染指标（SO2、NO2、O3、PM10、CO、PM2.5）进行分析，并分析气象因素对大气环境质量的影响。

2.材料与方法

(1)研究区域

惠安县位于福建省东南沿海，泉州湾和湄洲湾之间，东面台湾，北接泉港区，西联洛江区，南与台商投资区毗邻。惠安属亚热带季风气候，年平均气温在16-21℃之间，冬季盛行东北风，夏季盛行西南风。降水主要集中在春夏季，降水量约在1000mm左右，夏长冬短。惠安县气候有4个基本特征：气温高、光热丰富、降水充沛、季风气候显著。根据第七次全国人口普查数据，全县总人口781397人。惠安地势西北高，东南低，呈层状倾斜，以丘陵台地为主。惠安素以“渔业强县”“建筑之乡”“雕艺之乡”著称于世，惠安已形成具有浓郁地方特色的石雕石材、食品饮料、鞋服包袋、五金机械、建筑装饰等五大主导产业，以及船舶修造、石化化工、装备制造、光电信息和旅游业等新兴产业。

(2)数据来源、评价标准及评价方法

本文数据来源于惠安县3个环境空气质量自动监测省级评价点位（县图书馆、县体育馆、科山中学）2016年-2020年的监测数据，监测指标包括SO2、NO2、O3、PM10、CO、PM2.5等六项污染物。评价标准依照《环境空气质量标准》（GB3095-2012及其修改单）中二级标准。

中华人民共和国生态环境部（原环保部）提出采用环境空气质量综合指数对全国重点城市空气质量进行评价，该指数是用来描述城市环境空气质量综合状况的无量纲指数。其数学表达式如式（1）-式（3）所示。

式中，Ii为污染物i的单项指数；Ci为污染物i的年均值；Si为污染物i的年均值二级标准；Isum为环境空气质量综合指数；Fi为污染物的负荷率。环境空气质量综合指数越小表明其综合污染程度越轻；反之，则综合污染程度较重。

3.结果与讨论

(1)环境空气优良天数

本文对2016年-2020年惠安县环境空气优良天数进行统计分析，结果如表1所示。

表1 2016年-2020年惠安县环境空气优良天数统计表（%）

如表1所示，总体来看，惠安县2018年优良天数比例最低（95.1%），2020年优良天数比例最高（99.2%），除4月、9月外，均为100%的优良率，空气质量最好，1月-3月与特殊时期导致的工厂停产有关，对比2016年-2019年的同时期，空气质量大幅度提升。

(2)环境空气质量时间变化特征

①环境空气质量年度变化趋势

本文采用利用环境空气质量综合指数法，对2016年-2020年惠安县大气环境质量监测站点的大气环境质量的进行综合评价，结果如表2所示。

如表2所示，惠安县气环境质量变化具有如下特征：A.环境空气质量综合指数（Isum）呈逐年下降的趋势，2017年-2020年的降幅分别为1.13%，3.14%，13.86%，12.33%；B.各评价因子中，O3的污染负荷率在所有因子中最高，平均值为26.84%，并且五年间逐年升高，增幅分别为9.72%，7.63%，5.06%，7.01%，PM10和PM2.5污染负荷率平均值分别为21.26%和23.95%，表明惠安县的大气污染以O3、PM10和PM2.5为主。2014年福建省颁布《福建省大气污染防治行动计划实施细则》，2018年颁布《福建省大气污染防治条例》，加强对大气颗粒物的控制，取得了一定的成效，但是O3污染应该引起充分的重视。

表2 惠安县大气污染物环境空气质量综合指数及污染物负荷率（Isum和标准差无量纲，其余单位：%）

②环境空气质量月变化趋势

惠安县空气质量综合指数月变化趋势如图1所示。空气质量综合指数最小的月份几乎为6月-10月，而2月到次年的4月的空气质量综合指数全年最大。6月-10月为泉州的雨季和台风季，在雨水和大风的冲刷和稀释作用下，空气质量明显趋好，11月至次年4月由于雨水偏少，天气相对干燥，空气质量较差。

图1 惠安县环境空气质量综合指数月变化曲线

(3)环境空气质量指标与气象条件的相关分析

为了更清楚地掌握空气质量与气象因子间的关系，本文采用SPSS19.0将五年的空气质量污染因子与气象因子进行了皮尔森相关分析，结果如表3所示。

表3 环境空气质量指标与气象条件的相关分析表

如表3所示，PM10、PM2.5和O3显著正相关（p＜0.01），与温度和湿度显著负相关（p＜0.01），与大气压显著正相关（p＜0.01），表明温度和湿度越高、大气压越小，颗粒物和臭氧的浓度越低，有利于细颗粒物的扩散，因此在6月-10月间，高温雨季惠安县污染较轻。由臭氧的形成机理表明，臭氧的污染可能受到VOCs和NO2的影响，由表3可知，惠安县臭氧和NO2未表现出相关关系，因此，臭氧污染可能是VOCs控制形成。

4.结论

基于三个省控点的数据，对惠安县2016年-2020年的大气环境质量变化特征进行分析，可得出以下结论：

从优良天数来看，惠安县2020年空气质量最好，对比2016年-2019年的同时期，空气质量大幅度提升。

惠安县环境空气质量综合指数（Isum）呈逐年下降的趋势，O3的污染负荷率在所有因子中最高，并且五年间逐年升高，表明惠安县的大气污染以O3、PM10和PM2.5为主。

惠安县空气质量综合指数月变化趋势表明，6月-10月空气质量较好，11月-次年4月空气质量较差。

大气污染因子与气象条件的相关分析表明，温度和湿度越高、大气压越小，颗粒物和臭氧的浓度越低，有利于细颗粒物的扩散，因此在6月-10月间，高温雨季惠安县污染较轻，臭氧污染可能是VOCs控制形成。

鉴于数据时长和空间站点数量的有限性，对惠安县大气环境质量的变化特征仍需进一步探究和完善，为改善或治理惠安县大气环境质量提供一些科学依据或支撑。