武川县三圣太村环境空气质量状况分析
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摘要：通过对呼和浩特市武川县三圣太村环境空气中SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO采样分析，结果显示：6项指标均达标，达标率为100%;SO2、NO2和CO在一季度和四季度的浓度值高于二、三季度;PM10和PM2.5均在第二季度浓度值最高，在第三季度浓度值最低;O3在第三季度浓度值最高。三圣太村空气质量指数级别为二级，空气质量类别为良。
关键词：呼和浩特;武川县;三圣太村;环境空气
Abstract：SO2， NO2 ， PM10， PM2.5， O3 and CO in ambient air were collected and analyzed in Sanshengtai village of Wuchuan country in Hohhot. It was shown that， all six indicators were up to the standard and the rate of achieving the standard was 100%. SO2， NO2 and CO concentrations were higher in the first and fourth quarters than in the second and third quarters. The concentrations of PM10 and PM2.5 were the highest in the second quarter and the lowest in the third quarter. O3 concentrations were highest in the third quarter. The air quality index level of Sanshengtai village was 2， air quality category was good.
Key words：Hohhot;Wuchuan county;Sanshengtai village;Ambient air
武川县三圣太村位于内蒙古呼和浩特市武川县可镇，全村总人口约160人，耕地面积约1.71 km2，水浇地面积1.24 km2，引入半固定式滴水喷灌，在增加水浇地发展农业的同时，大力发展无公害农业生产。畜牧业、奶牛养殖和肉羊育肥也成为农民增收的主要渠道，属种植型村庄。
为了解武川县三圣太村农村环境质量和污染状况，于2019年3月、5月、8月和10月分别对武川县三圣太村环境空气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）和一氧化碳（CO）共六项指标进行采样分析。
1 样品采集与测试方法
1.1 點位布设与样品采集
严格按照《环境空气质量监测规范（试行）》（国家环保总局公告 2007年第4号）要求进行布设，在居民区布设1个监测点位。在武川县三圣太村选择一农户家设1个监测点位。
按照《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ 194-2017）和《环境空气质量标准》（GB3095-2012）要求，采用手工监测，每季度对武川县三圣太村环境空气中SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO监测1次，每次连续监测5d，每天进行不少于20h的采样，同时观测并记录气象五参数。采样完毕密封、贴好标签，同时做好现场记录。
1.2 材料与方法
仪器：24小时恒温自动连续采样器、中流量智能TSP综合采样器、非分散红外仪、可见分光光度计、电子天平。
试剂：所需药品均为分析纯，实验用水为新制备的蒸馏水。
SO2采用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（HJ 482-2009）[1]，NO2采用盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ479-2009）[2]，PM10 和PM2.5采用重量法（HJ 618-2011）[3]，CO 采用非分散红外法（GB 9801-88） [4]，O3采用靛蓝二磺酸钠分光光度法（HJ504-2009） [5]。
1.3 结果评价
依据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中二级标准对SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO进行结果分析。评价方法按照《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012），计算环境空气质量分指数（IAQI）和空气质量指数（AQI），确定环境空气质量指数所属级别和类别。
2 结果与分析
2.1 各指标全年评价结果
2019年武川县三圣太村SO2年平均浓度为20?g/m3，在8～29 ?g/m3之间;NO2年平均浓度为46?g/m3，在24～75 ?g/m3之间;可吸入颗粒物（PM10）年平均浓度为82?g/m3，在21～143 ?g/m3之间;细颗粒物（PM2.5）年平均浓度为38 ?g/m3，在11～69 ?g/m3之间;O3年平均浓度为70 ?g/m3，在41～92 ?g/m3之间;CO年平均浓度为0.9 mg/m3，在0.5～1.4 mg/m3之间。
三圣太村2019年累计监测20d，达标天数20d，达标率100%。其中一级优5d、二级良15d，而且5d的一级优均集中在第三季度。二氧化硫和二氧化氮的日平均浓度均达到国家日平均浓度一级标准;有7d的可吸入颗粒物的日平均浓度达到国家日平均浓度一级标准，13d达到国家日平均浓度二级标准;有9d的细颗粒物的日平均浓度达到国家日平均浓度一级标准，11d达到国家日平均浓度二级标准;臭氧的日最大8h平均值和一氧化碳的日平均浓度均达到国家日平均浓度一级标准。
2.2 各季度浓度变化情况
各指标全年四个季度的浓度比较见图1和图2。 由图1和图2可见SO2、NO2和CO在一季度和四季度的浓度值高于二、三季度。而一、四季度是呼和浩特市的采暖期，说明SO2、NO2和CO在采暖期污染要高于非采暖期。可吸入颗粒物和细颗粒物均在第二季度浓度值最高，在第三季度浓度值最低、污染最小。O3在第三季度浓度值最高，这与气温升高、臭氧浓度也随之升高是一致的。
2.3 空气质量指数和级别
2019年，武川县三圣太村6项环境空气监测指标均无日均值超标情况。武川县三圣太村空气质量指数级别为二级，空气质量类别为良，详见表1。
3 结论与讨论
呼和浩特市属于干旱及半干旱地区，年降水量少、风速大，农村属于自然聚集。武川县植被少、绿化覆盖率低，路面硬化少、裸露土地多、尘土较大，是造成三圣太村空气中首要污染物是可吸入颗粒物（PM10）的主要原因。三圣太村环境空气监测点位设在当地农户家，农民烧柴、 燃煤、 生活起居及牲畜走动也都可能造成空气中PM10较高[6]。可吸入颗粒物和细颗粒物均在第二季度浓度值最高，在第三季度浓度值最低、污染最小，这可能是受地域及气象条件影响。武川县三圣太村二氧化硫和二氧化氮在环境空气中含量较低，主要是因为武川县工业少，机动车辆少，所以SO2和NO2的污染源少[7]。SO2、NO2和CO在一季度和四季度的浓度值高于二、三季度，这可能是因为第一、四季度受冬季采暖燃煤和气压低等不利于污染物扩散的气象条件影响。
臭氧是大气环境中的重要元素，在保护人类与环境方面具有重要的作用，但臭氧浓度的增高会引发光化学污染，导致空气质量下降进而影响人类健康并对生态环境造成危害。臭氧作为呼和浩特市空气首要污染物主要出现在仲夏季和秋季前期，而且呼和浩特市夏、秋季臭氧高污染主要发生在晴朗、高温和风力较小的日子里[8]。本研究武川县三圣太村空气中臭氧在第三季度浓度值最高，这可能是因为随着气温升高，臭氧浓度也随之升高。
参考文献
[1]HJ 482-2009，环境空气二氧化硫的测定（甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法）[S].北京：中国环境科学出版社，2009.
[2]HJ 479-2009，环境空气氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的测定（盐酸萘乙二胺分光光度法）[S].北京：中国环境科学出版社，2009.
[3]HJ 618-2011，环境空气PM10和PM2.5的测定（重量法）[S].北京：中国环境科学出版社，2011.
[4]GB 9801-88，空气质量一氧化碳的测定（非分散红外法）[S].北京：国家环境保护局，1988.
[5]HJ 504-2009，环境空气臭氧的测定（靛蓝二磺酸钠分光光度法）[S].北京：中国环境科学出版社，2009.
[6]闫海霞，石麟.呼和浩特武川县农村环境空气质量状况分析[J].环境与发展，2015，26（7）：85-86.
[7]程慧波，王乃昂，李曉红，等.基于甘肃省73个村庄的农村环境质量评价研究[J].甘肃农业大学学报，2015，50（6）：112-118.
[8]王晓丽.呼和浩特市2014-2015年首要污染物臭氧特点分析[A].第33届中国气象学会年会S12大气物理学与大气环境[C].2016.
收稿日期：2020-06-28
作者简介：孙向田（1973-），男，汉族，硕士，副高级工程师，研究方向为环境监测及环境工程。
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