濟源市“十二五”期間城市大氣環(huán)境質量狀況變化分析

馬詩院，李橋，李愛霞，張艷青

(1.濟源市環(huán)境科學研究所，河南 濟源 459000;2.河南大學 環(huán)境與規(guī)劃學院，河南 開封 475000)

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濟源市“十二五”期間城市大氣環(huán)境質量狀況變化分析

馬詩院1，李橋2，李愛霞1，張艷青1

(1.濟源市環(huán)境科學研究所，河南 濟源 459000;2.河南大學 環(huán)境與規(guī)劃學院，河南 開封 475000)

根據(jù)濟源市“十二五”期間大氣環(huán)境質量監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用綜合污染評價法和多時段趨勢分析法對大氣環(huán)境質量進行了分析.結果顯示，“十二五”期間，濟源市大氣環(huán)境質量有所下降，二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物三項污染濃度總體呈上升趨勢，首要污染物為可吸入顆粒物.這與濟源市“十二五”期間城市化進程的加快和工業(yè)企業(yè)污染物的排放有很大關系，針對這些特征提出了改善大氣環(huán)境質量的建議.

“十二五”；濟源市；大氣環(huán)境質量；綜合污染指數(shù)；Spearman秩相關系數(shù)

0 引 言

濟源市位于黃河北岸，北隔太行山與山西晉城相接，西臨王屋山，南臨洛陽，東接焦作，是個新興工業(yè)城市.2015年全市生產(chǎn)總值為494.41億元，其中第二生產(chǎn)總值為330.93億元，占總量的66.93%，與2010年相比生產(chǎn)總值增加了44.78%[1].“十二五”期間濟源市不斷加大污染治理力度，濟源市城市環(huán)境空氣質量與“十一五”相比略有下降，二氧化硫年均值均超二級標準；可吸入顆粒物2012年年均值達到二級標準，2011年、2013年、2014年、2015年年均值均超二級標準，污染水平有上升趨勢，但上升幅度較小，二氧化氮年均值達到二級標準，但濃度值有上升趨勢.本文通過分析“十二五”期間濟源市城市大氣環(huán)境質量狀況及特征，以期為“十三五”濟源市大氣污染防治工程提供指導依據(jù).

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

濟源市城市大氣環(huán)境在線監(jiān)測站有3個，分別是百貨大樓、新行政區(qū)和污水處理廠，監(jiān)測項目2014年前為SO2、NO2和PM10，2015年開始新增加了PM2.5、CO和O3三項.本文數(shù)據(jù)來源于《濟源市環(huán)境質量報告書》(2011-2015年度).

1.2 評價標準

由于《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)[2]在2016年1月1日起在全國開始實施，所以本文對濟源市“十二五”期間空氣質量的評價仍使用《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)作為評價標準，城鎮(zhèn)居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)為二類區(qū)，執(zhí)行二級標準.各項污染因子的具體評價標準的年平均值分別為：二氧化硫為0.06 mg/m3，二氧化氮為0.08 mg/m3，可吸入顆粒物為0.10 mg/m3.因2015年才開始監(jiān)測PM2.5、CO和O3三項污染物，故本文不對這三項污染物進行分析.

1.3 評價方法

1.3.1 綜合污染評價法

在大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀評價中，常用的方法有綜合指數(shù)法[3-6]、模糊數(shù)學法[7-9]、主成分分析法[10]、灰色聚類法[11，12]等，這些方法在大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀評價中發(fā)揮了重要的作用.綜合指數(shù)法因其簡單易懂，且直觀便捷而受到管理部門的青睞，本文運用綜合指數(shù)對濟源市“十二五”期間的大氣環(huán)境質量狀況進行評價.其計算公式[13]如下：

式中，Pi為第i種污染物的污染分指數(shù)，Ci為第i種污染物的年均值，Si為第i種污染物的年均評價標準，P為大氣綜合污染指數(shù)，n為評價因子個數(shù).大氣綜合污染指數(shù)分級標準見表1.

表1 大氣綜合污染指數(shù)分級標準

1.3.2 多時段趨勢分析法

多時段趨勢統(tǒng)計分析采用Spearman秩相關系數(shù)法，計算公式[3]如下：

式中，Rs為秩相關系數(shù)，di為變量xi與yi的差值，xi為周期1到N按濃度值從小到大排列的序號，yi為按時間排列的序號.

如果秩相關系數(shù)Rs大于零，表示為上升趨勢；如果Rs小于零，表示下降趨勢；將Rs的絕對值與Spearman相關系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值Wp進行比較，大于臨界值Wp時，表示變化趨勢具有顯著意義.

2 結果與討論

2.1 大氣污染物年均濃度變化

根據(jù)濟源市3個大氣環(huán)境質量監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對濟源市“十二五”期間城市大氣污染物年均濃度進行了統(tǒng)計(表2).三種污染物的濃度都呈現(xiàn)上升的趨勢，其中二氧化硫年均濃度有小波動，總體呈上升趨勢，2011年的年均濃度為0.062 mg/m3，2015年的年均濃度為0.069 mg/m3，上升11.3%；二氧化氮的年均濃度逐年上升，從2011年的年均濃度為0.032 mg/m3上升到2015年的年均濃度為0.039 mg/m3，上升21.9%；而可吸入顆粒物相對其他兩種污染物，波動較大，從2011年的年均濃度為0.104 mg/m3上升到2015年的0.125 mg/m3，上升20.2%.

表2 濟源市“十二五”期間城市大氣污染物年均濃度統(tǒng)計表 單位：mg/m3

2.2 大氣環(huán)境質量綜合評價

利用綜合指數(shù)法對城市大氣環(huán)境質量進行評價，大氣污染綜合指數(shù)如表3所示.綜合污染指數(shù)是各項大氣污染物單項分指數(shù)之和，首要污染物是單項大氣污染物的分指數(shù)在綜合指數(shù)中所占比例(即負荷系數(shù))最大者[13].濟源市“十二五”期間，大氣環(huán)境質量屬于輕污染，其中2012年的大氣環(huán)境質量最好，2015年最差，總體上呈現(xiàn)變差的趨勢；其中二氧化硫和可吸入顆粒物所占的污染負荷份額較大，首要的污染物是可吸入顆粒物，其次是二氧化硫；二氧化硫占污染負荷份額呈現(xiàn)下降的趨勢，而二氧化氮和可吸入顆粒物占污染負荷份額有所波動.

表3 濟源市“十二五”期間城市大氣污染綜合指數(shù)

2.3 城市大氣環(huán)境質量變化趨勢

根據(jù)Spearman秩相關系數(shù)法，取顯著水平為0.05的W0.05=0.90為判別標準，各污染物分析結果見表4.從表4中可以看出，“十二五”期間二氧化硫、可吸入顆粒物有上升趨勢，但上升幅度較小，為不顯著上升；二氧化氮呈顯著上升趨勢.這說明“十二五”期間，濟源市大氣環(huán)境質量總體呈現(xiàn)變差趨勢.

表4 Rs與Wp的比較結果

2.4 “十二五”末與“十一五”末大氣環(huán)境質量對比

“十二五”末與“十一五”末大氣環(huán)境質量相比，二氧化硫和可吸入顆粒物年均濃度有所上升，其中可吸入顆粒物年均濃度上升17.9%，上升明顯；二氧化氮年均濃度有所下降，下降2.5%(圖1).

圖1 “十二五”末與“十一五”末大氣污染物濃度對比

從圖1可見,“十二五”期間，二氧化氮呈上升趨勢，但與“十一五”期間相比有所下降，這與濟源市“十二五”期間電力等行業(yè)實施的脫硝治理工程有關，減排效果明顯；二氧化硫無明顯變化，但有稍微上升趨勢；可吸入顆粒物2012年濃度最低，2013年至2015年基本持平，但比2011年有所上升.“十二五”期間，首要污染物為可吸入顆粒物，其次是二氧化硫.究其原因主要是“十二五”期間，濟源市城市化進程加快，大量人口向城市聚集，城市建設和城市范圍不斷擴張，機動車數(shù)量急劇增加，導致“十二五”期間環(huán)保投入社會效益不明顯.加之近幾年氣象條件變化，靜風頻率增加，霧霾天氣頻發(fā)，導致環(huán)境空氣質量形式依然嚴峻.

3 結論與建議

綜合以上分析，濟源市“十二五”期間二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物總體呈上升趨勢，其中二氧化硫和可吸入顆粒物波動上升，二氧化氮則逐年上升；相比于“十一五”，“十二五”期間的大氣環(huán)境質量有所下降，二氧化硫和可吸入顆粒物都有所上升，但是二氧化氮卻有所下降，這與濟源市“十二五”期間電力等行業(yè)實施的脫硝治理工程有關，減排效果明顯；由于2015年開始新增加了PM2.5、CO和O3三項監(jiān)測項目，新的《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)也于2016年1月1日起在全國實施，“十三五”期間大氣環(huán)境質量改善的壓力將進一步增大.

對于改善濟源市城市大氣環(huán)境質量，有以下幾點建議：(1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，濟源市是個新興的工業(yè)城市，第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值在全市生產(chǎn)總值中占有很大的比重，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，要逐漸向第三產(chǎn)業(yè)轉型，減少工業(yè)能源的消耗，從而減輕環(huán)境的污染；(2)加大科技投入，提升能源利用效率，既能節(jié)約資源，又能減少污染物的排放；(3)加強對工業(yè)企業(yè)的監(jiān)管執(zhí)法力度，確保企業(yè)的污染防治設施穩(wěn)定運行，各項污染物穩(wěn)定達標排放；(4)加大對各類揚塵和工業(yè)企業(yè)排放的煙粉塵的治理力度，減少可吸入顆粒物和細顆粒物的濃度；(5)鼓勵市民乘坐公共交通工具出行，減少機動車污染物的排放，全面供應符合國Ⅴ標準汽油和柴油，加大對不符合排放標準汽車的強制淘汰力度；(6)政府要重視城市綠化，加強對城市現(xiàn)有綠地的保護，同時要積極行動，不斷提高城市的綠化覆蓋率.

[1]河南·濟源統(tǒng)計局. 2015年濟源市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報[EB/OL]. http://www.jystjj.gov.cn/readinfo.asp?id=23527,2016-03-14/2016-05-08.

[2]國家環(huán)境保護部,國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 環(huán)境空氣質量標準(GB 3095-2012) [EB /OL ]. http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/dqhjbh/dqhjzlbz/ 201203/t20120302_224165.htm,2013-03-02/2016-05-08.

[3]馬詩院. 濟源市”十一五”期間大氣環(huán)境變化分析[J]. 氣象與環(huán)境科學,2015,35(2):21-24.

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[責任編輯：徐明忠]

Study on urban atmospheric environmental quality and characteristics during the period of 12th Five-Year in Jiyuan City

MA Shiyuan1,LI Qiao2,LI Aixia1,ZHANG Yanqing1

(1.Jiyuan Institute of Environmental Sciences,Jiyuan 459000,China;2.The College of Environment and Planning of Henan University,Kaifeng 475000,China)

Based on the data of atmospheric environmental quality monitoring during the period of “12th Five-Year Plan” in Jiyuan,the atmospheric environmental quality was analyzed by the method of comprehensive pollution assessment and the trend of multi period.Results showed that during the “12th Five-Year Plan” period,Jiyuan City atmospheric environment quality has declined,SO2,NO2and PM10matter three pollution concentration overall assumes the trend of escalation,the primary pollutant is PM10.It has a great relationship with the city of Jiyuan accelerated the process of urbanization and industrial emissions of pollutants during the “12th Five-Year Plan”,according to these characteristics,we put forward some suggestions to improve the quality of atmospheric environment.

the “12th Five-Year Plan”;Jiyuan;atmospheric environmental quality;integrated pollution index;Spearman rank correlation coefficient

2016-05-30

馬詩院(1978-)，男，河南商丘人，工程師，碩士研究生，主要從事環(huán)境質量評價、環(huán)境污染防治等方面的研究.

X823

A

1672-3600(2016)12-0072-04