阜新市城市空氣污染特征及原因分析

冮明選

阜新市城市空氣污染特征及原因分析

冮明選

（遼寧省阜新生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 阜新 123000）

依據(jù)2021年空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)阜新市城區(qū)空氣質(zhì)量污染時(shí)間特征、空間分布特征、氣象特征及污染原因進(jìn)行了分析。PM2.5、PM10和O3為阜新市城市空氣質(zhì)量主要污染物，PM2.5污染主要發(fā)生在取暖期，早、晚時(shí)段污染相對(duì)突出，主要來(lái)源于本地低空面源排放。PM10污染主要發(fā)生在取暖期和春季，污染主要來(lái)自煤和生物質(zhì)燃燒、外來(lái)輸入沙塵影響以及本地大風(fēng)揚(yáng)塵。O3污染主要發(fā)生在春季和夏季，污染來(lái)源有待利用技術(shù)手段進(jìn)一步確定。

阜新市；環(huán)境空氣；污染特征；污染原因

2021年，阜新市城市空氣質(zhì)量6項(xiàng)污染物濃度全部達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)良天數(shù)比例為85.2%，綜合指數(shù)為3.86，細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度為34 μg·m-3，創(chuàng)有監(jiān)測(cè)記錄以來(lái)最低值。2021年總體空氣質(zhì)量達(dá)2014年開(kāi)始采用6項(xiàng)污染物進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)以來(lái)最好水平。目前，顆粒物（PM2.5和PM10）和臭氧（O3）為阜新市空氣質(zhì)量主要污染物，為持續(xù)改善城市空氣質(zhì)量，下面對(duì)2021年阜新市城市空氣質(zhì)量污染特征及原因進(jìn)行分析，為環(huán)境管理部門(mén)提供參考依據(jù)。

1 阜新市空氣質(zhì)量污染特征

1.1 空氣質(zhì)量污染時(shí)間特征

2021年共超標(biāo)54天，作為日首要污染物PM2.5、PM10和O3分別超標(biāo)30天、11天和13天，分別占總超標(biāo)天數(shù)的55.6%、20.4%和24.1%。其他3項(xiàng)污染物無(wú)超標(biāo)日。2021年空氣質(zhì)量日首要污染物超標(biāo)天數(shù)月變化見(jiàn)圖1。

圖1 2021年空氣質(zhì)量日首要污染物超標(biāo)天數(shù)月變化

PM2.5主要在取暖期超標(biāo)，早、晚時(shí)段污染相對(duì)突出。PM10主要在取暖期和春季超標(biāo)，污染主要來(lái)自煤和生物質(zhì)燃燒、外來(lái)輸入沙塵影響以及本地大風(fēng)揚(yáng)塵。O3主要在春季、夏季超標(biāo)，午后時(shí)段污染相對(duì)突出。SO2、NO2和CO取暖期濃度高于非取暖期。

1.2 污染空間特征

綜合指數(shù)：按綜合指數(shù)，2021年阜新市5個(gè)國(guó)控點(diǎn)位空氣質(zhì)量由好到差依次為：農(nóng)業(yè)園區(qū)、玉龍新城、長(zhǎng)青街、工業(yè)園區(qū)和東苑，綜合指數(shù)分別為3.38、3.64、4.01、4.28和4.51。

PM2.5污染狀況：農(nóng)業(yè)園區(qū)、玉龍新城和長(zhǎng)青街3個(gè)點(diǎn)位PM2.5年均濃度均達(dá)標(biāo)，污染相對(duì)較輕；東苑和工業(yè)園區(qū)2個(gè)點(diǎn)位PM2.5濃度均超標(biāo)，污染相對(duì)較重。

O3污染狀況：長(zhǎng)青街點(diǎn)位O3污染相對(duì)較輕，工業(yè)園區(qū)污染相對(duì)較重，其他3個(gè)點(diǎn)位污染狀況居中。2021年國(guó)控點(diǎn)位PM2.5和O3濃度及超標(biāo)情況見(jiàn)圖2。

省大氣污染重點(diǎn)區(qū)域：2021年列入21個(gè)省大氣污染重點(diǎn)區(qū)域的細(xì)河區(qū)（東苑點(diǎn)位）PM2.5濃度為39.5 μg·m-3，全省由好到差排第9名，同比下降4.8%，改善幅度居最末位（全省重點(diǎn)區(qū)域平均濃度同比下降10.0%）。

1.2 污染氣象特征

2021年?yáng)|苑國(guó)控點(diǎn)位氣象監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：西南風(fēng)頻率最高，為34%；東南風(fēng)、南風(fēng)頻率較低，均為2%。西北風(fēng)平均風(fēng)速最高，為2.7 m·s-1；東風(fēng)平均風(fēng)速最低，為1.2 m·s-1。2021年各風(fēng)向出現(xiàn)頻率及平均風(fēng)速見(jiàn)圖3。

圖3 2021年各風(fēng)向出現(xiàn)頻率及平均風(fēng)速

各風(fēng)向PM2.5和O3濃度統(tǒng)計(jì)顯示：西風(fēng)、西南風(fēng)和東風(fēng)時(shí)，PM2.5濃度相對(duì)較高，其中西南風(fēng)時(shí)PM2.5污染貢獻(xiàn)（濃度值與風(fēng)頻乘積）占比最大；南風(fēng)、西南風(fēng)時(shí)，O3濃度相對(duì)較高，其中西南風(fēng)時(shí)O3污染貢獻(xiàn)占比最大?？梢?jiàn)，西南風(fēng)對(duì)阜新市空氣質(zhì)量影響最大。2021年各風(fēng)向PM2.5和O3濃度及污染貢獻(xiàn)占比見(jiàn)圖4。

2 阜新市空氣質(zhì)量污染原因

2.1 PM2.5污染主要來(lái)源于本地低空面源

PM2.5是全年首要污染物，污染主要集中在取暖期，污染狀況與地形、氣象及污染源分布和排放等因素有關(guān)。

地形因素：阜新市城區(qū)地處細(xì)河盆地內(nèi)，呈三面山地包圍，西南方向一面低的“U”字型地形，不利于大氣污染物擴(kuò)散，且易造成污染物累積。

氣象因素：西南風(fēng)時(shí)PM2.5污染影響最大，原因初步分析，一是西南風(fēng)時(shí)，出現(xiàn)靜穩(wěn)等不利污染物擴(kuò)散天氣相對(duì)較多；二是西南風(fēng)攜帶暖濕氣流，空氣濕度增大，有利于顆粒物吸收增長(zhǎng)而濃度增大，以及氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化生成二次顆粒物；三是氟化工園區(qū)、阜新發(fā)電廠等主要大氣污染源多分布在市區(qū)以南或南部，西南風(fēng)時(shí)對(duì)主要分布于市區(qū)北部的國(guó)控點(diǎn)位影響凸顯；四是西南風(fēng)可能存在一定的外來(lái)污染傳輸影響。

污染源因素：市中心區(qū)及阜蒙縣城區(qū)周邊熱電企業(yè)多而分散，部分尚未實(shí)現(xiàn)超低排放，海州露天礦坑內(nèi)自燃現(xiàn)象仍有發(fā)生；尤其是城郊沙海、西荒、九營(yíng)子、華東鎮(zhèn)等地區(qū)，成片分布的平房居民仍有使用高污染燃料情況，早晚時(shí)段規(guī)律性集中低空排放，在靜穩(wěn)、逆溫等不利氣象條件時(shí)易造成工業(yè)園區(qū)、玉龍新城、東苑國(guó)控站點(diǎn)周邊局部短時(shí)較重污染，是顆粒物污染主要來(lái)源，全年5個(gè)月取暖期影響115天，占比76%。

取暖期3個(gè)國(guó)控點(diǎn)位各風(fēng)向PM2.5濃度相比，工業(yè)園區(qū)偏西風(fēng)、玉龍新城偏北風(fēng)、東苑偏東風(fēng)時(shí)污染相對(duì)較重，此結(jié)果與3個(gè)點(diǎn)位周邊平房面源分布情況基本一致。取暖期3個(gè)國(guó)控點(diǎn)位各風(fēng)向PM2.5質(zhì)量濃度見(jiàn)圖5。

圖5 取暖期三個(gè)國(guó)控點(diǎn)位各風(fēng)向PM2.5濃度

2.2 PM10污染主要來(lái)源于煤和生物質(zhì)燃燒排放以及外來(lái)輸入沙塵影響

2021年P(guān)M10共超標(biāo)22天，其中11天首要污染物為PM10，全部由外來(lái)輸入沙塵影響所致；另11天首要污染物為PM2.5，幾乎全部發(fā)生在取暖期，污染來(lái)源與PM2.5基本一致。另外，本地大風(fēng)揚(yáng)塵影響也不容忽視，海州露天礦坑、海州南部大量?jī)?chǔ)煤場(chǎng)等面源，在大風(fēng)情況時(shí)易引起PM10局地污染。

2.3 O3污染有待利用技術(shù)手段準(zhǔn)確溯源

O3是氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）在紫外線照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，濃度峰值一般出現(xiàn)在午后時(shí)段，但統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我市夜間小時(shí)濃度時(shí)常出現(xiàn)高值（超過(guò)160 μg·m-3）甚至超標(biāo)（超過(guò) 200 μg·m-3）情況。

2021年O3共超標(biāo)13天，有8天夜間出現(xiàn)濃度高值，尤其6月11日晝間未出現(xiàn)濃度高值，但夜間20—24時(shí)連續(xù)5 h超標(biāo)，22時(shí)最大值達(dá)264 μg·m-3，超標(biāo)0.32倍。全年出現(xiàn)O3濃度高值共133 h，其中夜間19時(shí)以后出現(xiàn)45 h，占比34%；全年小時(shí)濃度超標(biāo)共12 h，其中夜間超標(biāo)5 h，占比42%。

統(tǒng)計(jì)顯示，我市O3污染主要發(fā)生在西南風(fēng)下，13個(gè)超標(biāo)日中有12天為西南風(fēng)，風(fēng)速一般在2 m·s-1以上。對(duì)比同期上風(fēng)向的錦州、朝陽(yáng)兩市與阜新市小時(shí)濃度變化，尚未發(fā)現(xiàn)阜新市存在明顯受外來(lái)污染傳輸影響情況。阜新市主城區(qū)以及上風(fēng)向氟產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)均存在排放O3前體物質(zhì)企業(yè)，其對(duì)阜新市O3污染影響規(guī)律和影響程度有待進(jìn)一步利用激光雷達(dá)走航等先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行溯源分析，并有針對(duì)性采取污染管控措施實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治污。

3 結(jié) 論

PM2.5、PM10和O3為阜新市城市空氣質(zhì)量主要污染物，PM2.5污染主要發(fā)生在取暖期，早、晚時(shí)段污染相對(duì)突出，主要來(lái)源于本地低空面源。PM10污染主要發(fā)生在取暖期和春季，污染主要來(lái)自煤和生物質(zhì)燃燒、外來(lái)輸入沙塵影響以及本地大風(fēng)揚(yáng)塵。O3污染主要發(fā)生在春季和夏季，污染來(lái)源有待利用技術(shù)手段進(jìn)一步確定。

［1］常娟．陽(yáng)泉市“十三五”環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)及原因分析[J]．節(jié)能與環(huán)保，2022（1）：42-44.

［2］董歡歡，劉興榮．北京市空氣質(zhì)量分析[J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2022（2）：43-45.

［3］胡錚琪，李春波，單化理．亳州市空氣質(zhì)量影響因素分析[J]．中國(guó)資源綜合利用，2022，40（1）：149-151.

［4］李文敏，張武平，張翼飛．隴南市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀與大氣污染防治措施分析[J]．中國(guó)資源綜合利用，2021，39（7）：135-137.

［5］趙海麗，唐敏，徐瑞紅．安陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況、污染原因與對(duì)策分析[J]．環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2019，38（2）：36-41.

［6］張欣榮，楊麗蓉．銀川市空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及污染原因分析[J].甘肅科技，2017，33（24）：24-26.

［7］盧愛(ài)琴．定西市區(qū)空氣質(zhì)量污染原因淺析及對(duì)策[J].低碳世界，2017（19）：6-7.

［8］李茂靜.城市空氣污染的成因及對(duì)策探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（8）：55.

［9］雷星，彭超，楊牧，等．巫溪縣環(huán)境空氣污染特征、成因及對(duì)策研究[J].環(huán)境影響評(píng)價(jià)，2019，41（6）：91-96.

［10］邱天韻.成都市空氣污染成因及對(duì)策探析[J].新西部，2017（31）：21-22.

Analysis on Characteristics and Causes of Air Pollution in Fuxin City

（Liaoning Fuxin Ecological Environmental Monitoring Center, Fuxin Liaoning 123000, China）

Based on the monitoring data of air quality in 2021, the temporal characteristics, spatial distribution characteristics, meteorological characteristics and causes of air quality pollution in Fuxin city were analyzed. PM2.5, PM10and O3were the main pollutants in Fuxin's urban air quality. PM2.5pollution mainly occurred in the heating period, and the pollution was relatively prominent in the early and late periods, mainly coming from local low-altitude non-point sources. PM10pollution mainly occurred in the heating period and Spring, and the pollution mainly came from coal and biomass combustion, imported dust and local wind dust. O3pollution mainly occurred in Spring and Summer, and the pollution source needs to be further determined by technical means.

Fuxin city; Ambient air; Pollution characteristics; Pollution causes

2022-03-30

冮明選（1979-），男，滿族，高級(jí)工程師，遼寧省阜新市，2003年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。

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1004-0935（2023）01-0101-04