普洱市思茅城區(qū)空氣污染指數(shù)API時空分布特征研究

尚小宴，羅兆杰，李金文

（普洱市環(huán)境監(jiān)測站，云南普洱665000）

普洱市思茅城區(qū)空氣污染指數(shù)API時空分布特征研究

尚小宴，羅兆杰，李金文

（普洱市環(huán)境監(jiān)測站，云南普洱665000）

空氣污染指數(shù) （API）是一種綜合反應(yīng)和評價空氣質(zhì)量的指標(biāo)，分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。利用普洱市環(huán)境監(jiān)測站收集的普洱市思茅城區(qū)2013—2014年度API指數(shù)，對API指數(shù)進(jìn)行時間序列分析和空間分析，包括2013—2014年API的質(zhì)量狀況、季節(jié)變化以及比較南北市區(qū)的API值。結(jié)果表明：普洱市城區(qū)的空氣狀況在2013—2014年度優(yōu)良，夏季的空氣質(zhì)量最好，春季最差；空間上存在南北差異，南市區(qū)API指數(shù)低于北市區(qū)，南市區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)于北市區(qū)。

空氣污染指數(shù)；時空分布；特征研究；普洱市

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，人民生活水平的改善和環(huán)保意識的加強(qiáng)，人們提高了對自身生活環(huán)境質(zhì)量的要求，尤其關(guān)注空氣的潔凈程度，改善環(huán)境質(zhì)量的呼吁越來越急切。由于大氣質(zhì)量直接影響生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，城市大氣環(huán)境質(zhì)量的研究已成為大氣污染研究和城市氣候研究領(lǐng)域的主要課題之一［1－2］。

目前，國外對此的研究并不多，Neha Khanna［3］利用多種污染物的綜合評判研究出另一種空氣污染指數(shù)體系。GeorgeKyrkilis等［4］提出了聚集空氣質(zhì)量指數(shù)。國內(nèi)針對空氣污染指數(shù)的研究較多：王斌等［5］利用聚類分析和時間序列分析統(tǒng)計沿海23個城市的首要污染物數(shù)據(jù)，結(jié)果將研究區(qū)域分為北部、東南部和南部3個區(qū)域。于淑秋等［6］利用1999—2001年SO2、PM10、NO2、CO和O3等5種污染物每日大氣污染指數(shù)，討論北京市區(qū)大氣污染的時空分布特征。在氣象條件對空氣質(zhì)量的影響這方面，劉彩霞［7］通過對天津市氣象因子與空氣質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)分析，得出天氣形勢與空氣質(zhì)量相關(guān)性很好的結(jié)論；羅森波等［8］研究了廣州市空氣污染與氣象要素間的聯(lián)系。但這些研究大多集中在北京、上海、廣州、濟(jì)南、石家莊等大中型城市，關(guān)于人口不足30萬的小城市空氣污染研究較少［9－12］。本文以某區(qū)為例分析中小城市空氣污染物指數(shù)變化情況，以求為我國廣大中小城市大氣污染控制提供可借鑒依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

本次研究對象是普洱市思茅城區(qū)，地處普洱市中南部、瀾滄江中下游思茅盆地，南北長28km，東西寬2～5km，海拔1302m，現(xiàn)有人口約19萬。城區(qū)位于北回歸線以南，屬亞熱帶山地季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫18.2℃，最熱月平均氣溫21.9℃，最冷月平均氣溫12.0℃，總體降雨豐沛，氣候溫和，干濕季節(jié)分明，植被、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，被譽(yù)為 “綠海明珠、天然氧吧”。

2 數(shù)據(jù)來源與方法

本文中空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來源于普洱市環(huán)境監(jiān)測站空氣質(zhì)量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測點分別位于南市區(qū)及北市區(qū)，收集的數(shù)據(jù)時段為2013年1月1日至2014年11月30日［13］。統(tǒng)計污染物為可吸入顆粒物、二氧化硫和二氧化氮的污染指數(shù)，并具體分析其變化規(guī)律。

普洱市思茅區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測子站的運(yùn)行嚴(yán)格按照 《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）中的有關(guān)空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的要求執(zhí)行。

采用統(tǒng)計方法來討論API指數(shù)的月際變化以及季節(jié)變化，借助于Excel軟件作出時間序列圖?？臻g上同樣借助于Excel軟件將普洱市的污染指數(shù)分布展示出來，繪出空間變化曲線，使得普洱市南、北市區(qū)的空氣質(zhì)量能直觀體現(xiàn)出來。

3 普洱市思茅城區(qū)API的分布特征

3.1 API指數(shù)時間變化趨勢分析

API的高低可看出空氣質(zhì)量的好與差，全年的API季平均值曲線和月平均曲線可反映一年內(nèi)空氣質(zhì)量隨時間的變化趨勢，圖1為2013—2014年普洱市思茅城區(qū)API月平均值曲線，圖2為2013—2014年普洱市思茅城區(qū)API季節(jié)平均值曲線。

由圖1可看出，API的分布有明顯的時間差異，普洱市2013—2014年的API月平均值呈現(xiàn)高－低－高的趨勢，3月API比較高，之后API開始下降，7、8、9月是一年中API的低谷，直到10月份開始回升。

普洱市思茅城區(qū)氣候溫暖濕潤、干濕季節(jié)分明，普洱市中心城區(qū)季節(jié)大致劃分為春季2—4月，夏季5—8月，秋季9—11月，冬季12月—次年1月。由圖2可以看出，夏季是4季中API數(shù)值最低的季節(jié)，是空氣污染狀況最輕的階段，秋季也相對比較低，春季和冬季是API值比較高的兩個季節(jié)。

API指數(shù)季度變化的原因主要考慮自然因素。主要是降雨量的變化，降雨能吸收、淋洗空氣中各種污染物，由于季風(fēng)氣候的特征，降雨有明顯的季節(jié)性變化，全年87.8%的雨量集中在雨季的汛期，秋季晴熱少雨，空氣污染指數(shù)相對夏季要高一些，但是相對春冬季還是比較小的，說明降雨量對API指數(shù)變化的影響非常顯著。

3.2 API指數(shù)的空間分布特征

根據(jù)普洱市城市發(fā)展，普洱市思茅城區(qū)大致分為南市區(qū)和北市區(qū)。圖3是2013—2014年南、北市區(qū)API對比曲線。

從圖3可以看出：

（1）2013年與2014年比較，總體上南部區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化不大，北部區(qū)2014年明顯增大，原因主要是北市區(qū)正在經(jīng)歷大規(guī)模的城市建設(shè)，建筑工地多，裸露地表也多，由建筑工地的揚(yáng)塵增高導(dǎo)致PM10增加，污染指數(shù)上升。

（2）北部區(qū) （二中）監(jiān)測點4月后，由于更換儀器設(shè)備、采樣方法，導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化較大 （原使用武漢天虹儀器，30min測一組數(shù)據(jù)；現(xiàn)為河北先河儀器，60min測一組數(shù)據(jù)）。

4 小城市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況

根據(jù)普洱市環(huán)境監(jiān)測站2013—2014年監(jiān)測數(shù)據(jù)，對普洱市中心城區(qū)API指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，所得結(jié)果見表1。

表1 普洱市思茅城區(qū)2013—2014年API指數(shù)法空氣質(zhì)量評價結(jié)果

從表1可以看出，2013、2014（截止11月）年普洱市思茅城區(qū)環(huán)境空氣優(yōu)級別天數(shù)分別達(dá)到323d、256d，累計百分率達(dá)到100%，沒有出現(xiàn)輕微污染、中度污染和重度污染，環(huán)境空氣質(zhì)量極好。

5 小城市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化原因分析

5.1 施工對小城市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量影響分析

施工揚(yáng)塵對城市區(qū)環(huán)境空氣中PM10的污染比較嚴(yán)重。近幾年來，一些小城市為提高城市品位，加大了城市建設(shè)步伐，大拆大建日新月異，同時貫穿城區(qū)的各公路開工建設(shè)致使揚(yáng)塵量增多，加重了小城市城區(qū)PM10的污染濃度。根據(jù)有關(guān)資料介紹，城市區(qū)每增加3～4萬m2的施工量，會給城市中TSP的濃度增加約1g／m3（PM10的濃度增加約0.56μg／m3，根據(jù)研究分析PM10占TSP的份額約為56.3%）。

同時普洱市干濕季分明，工地一般將基礎(chǔ)施工安排在旱季進(jìn)行，而10月份過后普洱市進(jìn)入旱季，北市區(qū)建筑工地地表開挖造成揚(yáng)塵污染加重，導(dǎo)致北市區(qū)API高于南市區(qū)。

5.2 交通污染對城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量影響分析

交通污染對城市中的PM10影響包括兩方面：一方面是機(jī)動車自身排放的煙塵污染；另一方面是機(jī)動車在市區(qū)道路上行駛過程中卷起的揚(yáng)塵。機(jī)動車自身排放的污染及機(jī)動車在市區(qū)道路上行駛過程中卷起的揚(yáng)塵對市區(qū)PM10貢獻(xiàn)濃度約10%。

5.3 氣象因素對城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量影響分析

小城市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量除受人為因素影響外，還受自然條件、氣象因素的影響。

普洱市城區(qū)地處盆地，四面環(huán)山，年平均風(fēng)速小，靜風(fēng)頻率高，不利于污染物擴(kuò)散，容易形成局地環(huán)流，造成污染物的富集。

6 建議與措施

（1）普洱市目前基礎(chǔ)建設(shè)施工場地較多，引發(fā)施工揚(yáng)塵量較大。建議行業(yè)主管部門對施工場地、渣土運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行檢查，嚴(yán)格按施工要求進(jìn)行管理。

（2）在空氣較干燥冬季、春季由環(huán)衛(wèi)綠化部門對道路進(jìn)行灑水，增加空氣濕度，降低空氣中揚(yáng)塵等污染物。

（3）建議施工運(yùn)輸車輛在上下班、上下學(xué)高峰期能暫停運(yùn)行，減少車輛堵塞，同時減少汽車尾氣排放。

［1］Lei X E，Han ZW，Zhang M G.Physical，Chemical，Biological Processes and Mathematical Model on Air Pollution［M］.Beijing：China Meteorological Press，1998.

［2］Fenger J.Urban air quality［J］.Atmospheric Environment，1999，33（29）：4877－4900.

［3］Neha Khanna.Measuring environmental quality：an index of pollution［J］.Ecological Economics，2000（35）：191－202.

［4］George Kyrkilis，Arhontoula Chaloulakou，Pavlos A KaS somenos. Development of an aggregate Air Quality Index for an urban Mediterranean agglomeration：Relation to potentialhealth effects［J］.Environment International，2007（33）：670－676.

［5］王斌，高會旺.中國沿海城市空氣污染指數(shù)的分布特征 ［J］.生態(tài)環(huán)境，2008，17（2）：542－548.

［6］于淑秋，林學(xué)椿.北京市區(qū)大氣污染的時空特征 ［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報，2002，13（S1）：92－99.

［7］劉彩霞.天津市空氣質(zhì)量與氣象因子相關(guān)分析 ［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2007，23（5）：63－65.

［8］羅森波，羅秋紅，謝炯光.廣州市大氣污染與氣象條件關(guān)系的統(tǒng)計分析［J］.熱帶氣象學(xué)報，2006，22（6）：567－573.

［9］王喜全，虞統(tǒng).北京PM10重污染預(yù)警預(yù)報關(guān)鍵因子研究［J］.氣候與環(huán)境研究，2006，11（4）.

［10］李佳，李蓉蓉.上海市靜安區(qū)空氣污染指數(shù)分析 ［J］.廣州化工，2007，35（4）.

［11］王新，楊曉霞，劉煥彬.濟(jì)南市空氣質(zhì)量特征分析［J］.氣象科技，2007，35（6）.

［12］湯惠君.廣州市大氣污染分布規(guī)律［J］.地理研究，2004，23（4）.

［13］普洱市環(huán)境監(jiān)測站.普洱市環(huán)境監(jiān)測站統(tǒng)計表（2013～2014）［R］.

Research on the Tem poral and Spatial Distribution Characteristics of API in Downtown Simao

SHANG Xiao－yan，LUO Zhao－jie，LI Jin－wen
（Pu'er Environmental Monitoring Center，Pu'er Yunnan 665000，China）

Air pollution index（API）is a comprehensive index，which reflects and evaluates air quality，that is adopted to represent air quality and pollution condition.On the basis of the APIs of different districts provided by Pu'er Environmental Monitoring station in Simao from 2013 to 2014，temporal and spatial analysiswere conducted including quality status of API，seasonal changes，and comparison of APIvalues between south and north in 2012. The results showed that the air condition of Simao in Pu'erwas good during the study period.The air qualitywas the best in summer and the worst in spring.Spatially，the air quality varied in south area and north area.The south was better than the north.

air pollution index（API）；temporal and spatial distribution；characteristic study；Pu'er

X51

：A

：1673－9655（2015）06－0048－03

2015－03－02

尚小宴 （1984－），女，彝族，云南普洱人，碩士，工程師，2009年至今工作于云南省普洱市環(huán)境監(jiān)測站，主要從事大氣、水質(zhì)和噪聲等方面的環(huán)境監(jiān)測工作，以及環(huán)境影響評價、環(huán)境趨勢研究等工作。