信阳市大气污染物分布特征分析
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摘 要：利用2015—2018年信阳市各市县环境监测站点的大气环境质量监测数据，采用趋势分析法，分析信阳市大气污染特征。结果表明，2015—2018年信阳市中度以上污染比例呈上升趋势。近几年，信阳市主要污染物PM2.5呈明显下降趋势，而O3呈明显上升趋势，并逐渐成为第二大污染物。O3的浓度在夏季达到最高值，在冬季出现最低值，其他污染物则呈现出相反规律。PM2.5浓度最大值出现在冬季，最小值出现在夏季，最大值是最小值的3.31倍，O3浓度与PM2.5相反，其最大浓度值出现在夏季，最小值出现在冬季，最大值是最小值的2.81倍。
关键词：大气污染;PM2.5;PM10;O3;信阳
文章编号：1004-7026（2020）02-0080-02 中国图书分类号：F426.7 文献标志码：A
近年来，随着信阳市化工行业、交通和城市化的迅速发展，大气污染问题日趋严重，其中NO2、PM10、PM2.5和SO2等污染物已经影响了人们的生活，治理环境污染已成为当前的一项重要任务。利用2015—2018年信阳市各市县环境监测站点的大气环境质量监测数据，运用趋势分析法对该市大气污染的时空分布特征进行分析，旨在为信阳市开展大气污染治理和空气质量监测预报提供科学依据[1]。
1 资料来源
选取2015—2018年信阳市空气质量监测站采集的相关数据，按照气候学定义划分为4个季节，即3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12—2月为冬季。
2 信阳市大气污染物年、季、月变化特征分析
通过对2015—2018年信阳市主要大气污染物（PM10，O3，PM2.5、S02，N02）的日平均浓度值进行分析后可知，PM10、O3、PM2.5、S02、N02的年日均值分别为117 ？滋g/m3，102 ？滋g/m3，67？滋g/m3，30？滋g/m3，36？滋g/m3，PM10和O3的濃度年日均值未达到国家二级标准。其中PM10、PM2.5和SO2的日平均浓度值变化呈逐年下降趋势，而O3的日平均浓度呈逐年上升的趋势，N02的浓度一年内基本无变化或变化较小。5类大气污染物的浓度值最大的是PM10，其次是O3，S02的浓度值最小。在2015—2018年，信阳市轻度污染以上的日数与总样本数的比值由49.9%下降到了40.4%;中度以上污染天数与总样本数的比值由38.6%上升到了45.3%。说明轻度污染天数减少而中度污染天数增加，总体污染日数和污染程度均在增加，大气污染日益严重，见图1。
统计2015—2018年各类污染物作为首要污染物出现的天数可知，PM2.5、PM10和O3出现的天数分别占样本天数的51.3%、30%和16.3%。因此在近几年中，首要污染物PM2.5出现的天数最多，均在150 d以上，其中2015年多达200 d，污染物O3的天数次之，介于60～120 d。作为首要污染物，PM10出现的天数平均值为50 d左右，其中2015年出现了73 d，是近4年的最大值，但N02和S02作为首要污染物，出现的概率极低，近乎为0。
信阳市出现天数最多的大气污染以可吸入颗粒物PM2.5为主，且出现的天数最多。随着治理力度的加大，PM2.5出现的天数呈明显下降趋势。O3出现的天数呈上升趋势，逐渐成为第二大污染物，PM10出现的天数无明显的变化。
通过对2015—2018年信阳市轻度污染出现的天数统计可知，信阳市在冬季和春季出现的次数较多，约占总污染天数的63%左右，而夏季和秋季出现污染的天数相对较少。其原因可能与冬季采用烧煤炭取暖有关。夏、秋季节，信阳市进入降雨季，对降低空气中PM10、PM2.5和N02十分有利，也有利于污染物的消散。PM10、PM2.5和N02等污染物的浓度最高值均出现在冬季，最低值出现在夏季。但O3的浓度变化趋势与PM10、PM2.5和N02污染物是相反的，即O3浓度的最低值出现在冬季，最高值出现在夏季。
通过分析信阳市的主要大气污染物可知，可吸入颗粒物PM2.5、PM10浓度的月变化曲线呈现出“U”字型。在4—10月，PM2.5浓度较低，6—9月PM2.5的浓度只有50 ？滋g/m3，属于最低值，PM10浓度一直处于较低状态，且无明显的变化。PM2.5和PM10浓度的最大值出现在1月，第二大浓度值出现在12月;最大浓度值分别为116 ？滋g/m3、175 ？滋g/m3，最小浓度值为35 ？滋g/m3、64 ？滋g/m3。PM2.5和PM10浓度的最大值分别是年平均值的1.73倍、1.50倍;PM2.5、PM10月平均浓度的最小值为35 ？滋g/m3、64 ？滋g/m3，最小值出现在7月。2015—2018年，信阳市污染物PM2.5和PM10浓度呈逐年下降趋势，但不太明显。分析O3的浓度值随月份的变化趋势可知，O3的浓度月变化曲线呈明显的倒“V”型，与PM2.5和PM10的变化趋势相反。4—9月，O3的浓度值均在110 ？滋g/m3以上，是夏季的主要污染物。在1—3月和10—12月，O3浓度值相对较小，均在50 ？滋g/m3以下。O3浓度最大值出现在6月份，最大浓度值为149 ？滋g/m3，5月份次之，浓度值为145 ？滋g/m3;O3月平均浓度的最小值出现在1月，最小浓度为53 ？滋g/m3。2015—2018年，信阳市的O3浓度变化呈明显上升趋势，5—8月上升幅度十分显著。
通过对比各县市监测的PM2.5、PM10的浓度变化可知，信阳市PM2.5浓度以城市建成区最高，县区较低。从市区到县区呈逐级减少的趋势，且层次分布明显。PM2.5浓度变化主要与当地的工矿和采暖方式关系密切。
3 结论
（1）2015—2018年，信阳市污染状况有所改善，但改善效果不是十分明显。虽然轻度污染天数有所减少，但中度污染天数却不断上升，大气污染的形势十分严峻。PM10、PM2.5和S02的浓度逐年下降，O3的浓度逐年上升，而N02的浓度无明显变化。主要大气污染物按照浓度大小排列，依次为PM10、O3、PM2.5、N02、S02;按照出现天数排列依次为PM2.5、PM10和O3。其中PM2.5出现的天数最多，但2015—2018年有明显的下降趋势，O3逐渐代替PM10成为第2大污染物，且出现的天数不断增加。
（2）主要污染物PM2.5、PM10和N02的浓度最大值出现在冬季，最低值出现在夏季，春、秋两季相差不大，春季的污染程度稍高于秋季。O3的浓度变化与污染物（PM2.5、PM10和N02）变化趋势相反，最低值出现在冬季，最高值出现在夏季。
（3）信阳市PM10、PM2.5浓度以城市建成区最高，县区较低，且从市区到县区呈逐级减少的趋势，层次分布明显。
参考文献：
[1]廖镜彪.长三角地区城市化对气象因子及大气环境的影响研究[D].南京：南京大学，2014.
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