河北省重工业城市空气质量研究热点分析——以唐山市和邯郸市为例

陈伯雅

（唐山市环境监控中心，河北 唐山 063000）

随着工业化进程的加快，河北省作为我国传统工业基地，空气污染问题比较突出。熊鹰[1]研究指出，唐山市是河北省空气质量最差的城市之一。唐山市当前大气环境形势依然严峻，程新霞等[2]指出，以煤炭、石油为主的产业和能源结构导致唐山市严重复杂的空气质量问题长期存在。郝楠楠等[3]调查发现，2021年邯郸市年度空气质量中，细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）等重要指标仍未达到国家规定的质量标准。因此，当前研究主要从空气质量监测和主要污染源方面分析唐山市和邯郸市的差异。近年来，两市工业化及其空气质量影响因素的研究逐渐增多，长远来看都面临较为严峻的空气质量改善问题[4]。但根据两市空气质量差异性比较的相关文献仍较少，也未形成系统框架。因此，整合并对比两座城市空气质量的研究内容、研究方向与研究进展对空气污染防治具有积极意义。

1 文献概况与可视化方法

以中国知网（CNKI）数据库作为搜索库，分别以“唐山市+空气质量”和“邯郸市+空气质量”作为主题和关键词输入，同时将检索时间设置为2012年1月1日至2022年12月31日，对相关结果进行二次处理，去掉无作者的通讯、快讯或者书评等无效文献，最终对二次处理结果进行筛选，最终筛选出214 篇（唐山市空气质量相关文献108 篇，邯郸市空气质量相关文献106 篇）有效文献作为最终数据来源。

数据的深度处理方面，使用EndNote 软件将CNKI 导出的txt 格式数据输出为ris 格式数据，其目的是使转换后的文件能够被VOSviewer 软件识别；修改扩展名（txt 修改为ris），使文件能够直接导入VOSviewer 软件；通过VOSviewer 软件对扩展名为ris的文件进行导入和分析，导出关键词出现次数，并导出关键词词频、共现度以及时间切片等分析图像；对所得关键词数据进行清洗和替换，如将源解析和来源解析合并。

2 研究内容与进展

2.1 关键词词频分析

对使用VOSviewer 软件遴选出的两类关键词频次进行统计并将前10 排名的高频词列表用于对比分析，如表1所示。对比发现，邯郸市与唐山市空气质量相关高频词一致性较高，都出现PM2.5、空气质量、空气（大气）污染以及京津冀等关键词。这表明二者同为河北省典型重工业城市，从基础研究热点及方向来说没有本质区别。PM2.5更是两座城市空气质量研究的重点关注对象。《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）将PM2.5含量纳入常规空气质量评价，对保护公众健康和环境具有里程碑意义[5]。PM2.5作为反映大气质量的一个重要指标，在一定时期内依然对重工业城市有重要意义。

表1 两城市空气质量研究排名前10 的高频词及其出现频次

从地域空间来看，京津冀也属于高频次词，说明近十年来，京津冀协同发展已经涉及大气污染防治领域；从研究方法来看，两城市空气质量都比较注重来源解析及大气颗粒物的区域传输，这也是传统重工业城市的典型特点。然而，邯郸市空气质量研究则更注重空气质量模式的应用，尤其是区域气象-大气化学在线耦合模式（WRF-Chem）。

2.2 高频关键词共现分析

通过VOSviewer 软件对得到的关键词进行共现分析，得出两座城市的关键词关联度分析结果。结果表明，邯郸市更关注颗粒物与碳组分、水溶性离子以及化学组分等更为精细的污染物指标。而唐山市空气污染的来源分析与数值模拟和细颗粒物等关键词的贡献率较高。此外，唐山市也同时关注健康效益、情景分析并进行综合评价，这说明唐山市在空气污染防治对策上更关注其对保护公众健康和环境的意义。

2.3 关键词的时间演化分析

VOSviewer 软件自动筛选的关键词变化如图1 和图2所示，据此选择2012—2022年最能代表两城市空气质量研究关键词动态变化过程的年份作图。经分析，两城市在研究期内基本都表现出三个阶段的研究演化趋势。第一阶段是2016—2017年，相关关键词为京津冀、空气污染、气象条件、防治对策和时空分布等。可见，早期阶段两城市都关注污染物的形成条件和时空分布并都将研究扩展到京津冀区域，除此之外，唐山市也较早涉及综合评价和防治对策等治理方面。第二阶段是2018—2019年，两城市空气质量研究包含区域传输和来源解析两类较为显著的关键词，最具有代表性的是邯郸市相关的细颗粒物、碳组分、水溶性离子等与空气污染成因相关的关键词，而唐山市相关研究则出现气象因素、空气质量指数以及化学组分等关键词。可见，第二阶段对大气污染物的处理逐渐进入精细来源解析的新阶段。第三阶段是2020年以来都出现优化减排这一关键词，这说明两座城市的空气质量控制已经从单纯的污染物来源分析推进到工业生产优化控制等具体措施的实施阶段。2022年，京津冀地区生态环境质量持续改善，PM2.5年均浓度稳步进入“30+”阶段。作为河北省空气污染最严重的两座城市，两城市的减排措施对空气质量的提升无疑起到相当大的作用。通过分析两座城市空气质量研究的三个阶段可知，唐山市与邯郸市都经历从污染物形成条件分析到来源解析最终实现具体措施的优化减排的过程，这也是未来重工业城市空气污染治理的必由之路。

图1 唐山市关键词时间演化图谱

图2 邯郸市关键词时间演化图谱

3 结论

唐山市和邯郸市同为河北省典型重工业城市，但从基础研究热点及方向来说没有本质区别。两座城市空气质量及其污染防治的研究方向具有一致性，对PM2.5尤为关注并已经扩展到京津冀地区。邯郸市空气污染物来源分析更加关注较为精细的污染物指标。唐山市关注健康效益、情景分析并进行综合评价，在空气污染防治对策上更关注其对保护公众健康和环境的意义。两座城市都比较注重来源解析及大气颗粒物的区域传输，这也是传统重工业城市的典型特点。唐山市与邯郸市都经历从污染物形成条件分析到来源解析最终实现具体措施的优化减排的过程，这也是未来重工业城市空气污染治理的必由之路。