2. 自贡市环境监测中心站;
3. 川北医学院预防医学系
环境空气是指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气[1]。环境空气污染会对人群健康造成急性危害和慢性危害[2]。空气污染可能对人体健康造成直接危害和间接危害。直接危害主要有急性中毒和慢性影响,如急性一氧化碳中毒;慢性呼吸系统、心血管系统、肺癌等疾病增加。间接危害是指引起的温室效应、臭氧层破坏、酸雨、形成棕色云团等,影响人们的生产生活[3]。
动态监测环境空气中的污染物,是掌握本地区环境空气污染状况的重要手段。本研究对2014—2018年自贡市城市环境空气污染物的监测结果进行分析,目的是找出城市环境空气污染的首要污染物和超标污染物, 分析其动态变化规律,评价空气质量,为预防控制城市环境空气污染提供参考。
1 材料与方法 1.1 资料来源资料来源于2014—2018年自贡市环境监测中心站城市环境空气污染的监测档案资料。
1.2 监测城市点的设置在自贡市主城区(自流井区、贡井区和大安区)范围内,随机抽取自流井区、贡井区作为监测点,其监测结果代表自贡市城市环境空气污染情况。按城市人口规模[4],贡井区设1个监测点;自流井区设2个监测点。
1.3 监测城区具体监测点的设置覆盖整个城区的行政区划,范围在半径4 000 m以上;离地面(3~20) m;四周即360°范围内无肉眼可见污染源;距离主街道半径150 m以上[4]。
1.4 采样点周围环境和采样口位置监测点周围环境1 000 m内的土地使用状况相对稳定;采样口周围10 000 m范围内无遮挡物;不受地质灾害影响;采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离大于1 m[4]。
1.5 仪器与试剂LGH-01型空气质量连续自动监测系统(安徽蓝盾光电子股份有限公司)。污染物监测仪器名称和型号如下:SO2分析仪型号LGH-01 A;NO2(NOX/NO)分析仪型号LGH-01 A;CO ANALYZER-MCOEL型号T300;O3分析仪型号LGH-01 A;自动监测仪型号LGH-01B;光谱型号采集单元型号LGH-01E。
1.6 监测频率、项目的确定每日自动在线实时监测。监测SO2、NO2、CO、O3-8 h、PM10和PM2.56个基本项目[1]。
1.7 监测方法采用环境空气质量自动分析方法[5-6],具体为CO:气体滤波相关红外吸收法;PM10和PM2.5:β射线法;SO2、NO2和O3-8 h:差分吸收光谱分析法[1]。
1.8 数据统计与计算采用中国环境监测总站国家空气质量联网监测管理平台和四川省环境监测总站四川省空气质量监测网络管理平台进行数据传输、汇总和处理。自贡市某个监测项目的日平均是把3个监测点监测得出的日平均值求和再平均,对照国标[1]二级标准以超标天数统计,年平均计算方法相同。空气质量指数(AQI)计算:在日平均的基础上,计算空气质量分指数(IAQI),以最大的空气质量分指数(IAQI)数值,确定为自贡市当日的AQI[7]。
1.9 评价采用城市监测点评价与城市综合评价二种方法来进行评价[8]。
1.9.1 监测点评价执行国标(GB 3095-2012)[1]二级标准。
1.9.2 综合评价采用AQI评价,即执行行标[7]。
1.10 质量控制为保证数据统计的有效性和完整性[7],在做监测数据分析时,监测天数满足每年至少有324 d,每月至少有27 d(2月份24 d)以上的数据资料。常规质量控制按相应的规范[9, 10]和技术导则[11]进行。
2 结果 2.1 2014—2018年自贡市城市环境空气6种污染物逐年监测结果及超标情况5年来,统计自贡市城市环境空气6种污染物年平均、日平均(以超标天数统计),并按国标[1]评价,SO2年平均最高21.6 μg/m3,最低13.3 μg/m3,日平均0 d超标,年平均、日平均全部达标。CO日平均0 d超标,全部达标。NO2年平均最高37.0 μg/m3,最低25.7μg/m3,年平均达标,日平均共计3 d超标。O3-8 h日平均共计87 d超标。PM10年平均最高107.5 μg/m3,最低77.9 μg/m3,年平均全部超标;日平均共计280 d超标。PM2.5年平均最高74.0 μg/m3,最低53.9 μg/m3,年平均全部超标;日平均共计616 d超标见表 1。
年度 /年 |
SO2 | NO2 | CO | O3-8 h | PM10 | PM2.5 | |||||||||||||||||||||
监测天数/d | 年平均浓度/ (μg/m3) |
超标天数/d | 超标率/% | 监测天数/d | 年平均浓度 /(μg/m3) |
超标天数/d | 超标率/% | 监测天数/d | 超标天数/d | 超标率/% | 监测天数/d | 超标天数d | 超标率,% | 监测天数d | 年平均浓度μg/m3 | 超标天数d | 超标率,% | 监测天数d | 年平均浓度μg/m3 | 超标天数d | 超标率,% | ||||||
2014 | 361 | 22 | 0 | 0 | 361 | 26 | 0 | 0.0 | 361 | 0 | 0 | 355 | 0 | 0 | 353 | 108 | 64 | 18.1 | 361 | 74 | 133 | 36.8 | |||||
2015 | 364 | 17 | 0 | 0 | 364 | 31 | 0 | 0.0 | 365 | 0 | 0 | 362 | 0 | 0 | 365 | 103 | 59 | 16.2 | 365 | 73 | 134 | 36.7 | |||||
2016 | 366 | 15 | 0 | 0 | 366 | 33 | 0 | 0.0 | 366 | 0 | 0 | 366 | 4 | 1.1 | 366 | 99 | 76 | 20.8 | 366 | 73 | 145 | 39.6 | |||||
2017 | 365 | 15 | 0 | 0 | 365 | 37 | 1 | 0.3 | 365 | 0 | 0 | 365 | 26 | 7.1 | 365 | 90 | 49 | 13.4 | 365 | 67 | 117 | 32.1 | |||||
2018 | 365 | 13 | 0 | 0 | 365 | 31 | 2 | 0.5 | 365 | 0 | 0 | 365 | 57 | 15.6 | 365 | 78 | 32 | 8.8 | 365 | 54 | 87 | 23.8 | |||||
合计 | 1 821 | 16 | 0 | 0 | 1 821 | 32 | 3 | 0.2 | 1 822 | 0 | 0 | 1 813 | 87 | 4.8 | 1 814 | 96 | 280 | 15.4 | 1 822 | 68 | 616 | 33.8 |
2.2 自贡市城市环境空气主要超标污染物分季节统计结果
从分季节统计来看,春、秋、冬季超标污染物主要是PM2.5和PM10;夏季超标污染物主要是O3-8 h;NO2超标只出现在冬季。
2.3 2014—2018年自贡市城市环境空气污染监测首要污染物监测结果PM2.5、O3-8 h、PM10和NO2是首要污染物,天数占比分别是61.8%、14.3%、10.4%和0.2%。(表 2)。
年度 /年 |
无污染天数 | 单首要污染物污染天数 | 并列首要污染物污染天数 | 其它 | 合计 | ||||||
N02 | O3-8 h | PM10 | PM2.5 | PM10+(03-8 h) | PM10+PM2.5 | PM2.5+(O3-8 h) | |||||
2014 | 25 | 0 | 3 | 77 | 237 | 1 | 6 | 0 | 16 | 365 | |
2015 | 34 | 1 | 24 | 34 | 260 | 0 | 9 | 1 | 2 | 365 | |
2016 | 64 | 0 | 18 | 17 | 264 | 0 | 3 | 0 | 0 | 366 | |
2017 | 55 | 3 | 85 | 20 | 200 | 0 | 1 | 1 | 0 | 365 | |
2018 | 73 | 0 | 128 | 18 | 143 | 0 | 3 | 0 | 0 | 365 | |
合计 | 251 | 4 | 258 | 166 | 1 104 | 1 | 22 | 2 | 18 | 1 826 |
2.4 2014—2018年自贡市城市环境空气污染监测AQI综合评价结果
优等级天数从2014年的25 d增加到2018年的73 d,重污染和严重污染天数从2014、2015年的合计62 d减少2017、2018年的合计31 d,(表 3)。
年度/年 | 一级(优) | 二级(良) | 三级(轻) | 四级(中) | 五级(重) | 六级(严重) | 未分级(其它) | 合计 |
2014 | 25 | 192 | 74 | 34 | 20 | 4 | 16 | 365 |
2015 | 34 | 199 | 75 | 17 | 38 | 0 | 2 | 365 |
2016 | 64 | 159 | 73 | 48 | 20 | 2 | 0 | 366 |
2017 | 55 | 172 | 84 | 30 | 23 | 1 | 0 | 365 |
2018 | 73 | 163 | 97 | 25 | 7 | 0 | 0 | 365 |
合计 | 251 | 885 | 403 | 154 | 108 | 7 | 18 | 1 826 |
3 讨论 3.1 自贡市城市环境空气污染逐年减少
PM2.5、PM10污染的年平均超标倍数分别从2014年1.11和0.54逐年下降到2018年的0.54和0.11,日平均超标天数也分别从2016年的145和76 d下降到2018年的87和32 d。从AQI级别和类别看,一、二、三级优良天数和轻污染天数在逐年增加,四、五、六级中污染、重污染和严重污染天数在逐年减少,空气质量在逐年改善。上述结果与2015—2017年菏泽市城市环境空气监测结果[12]相比,污染物种类基本一致,自贡市PM2.5和PM10污染量低于菏泽市。
这说明,自贡市政府近5年来开展的节能减排、蓝天保卫战等等一系列干预空气污染的措施有效且效果已经显现。
3.2 自贡市城市环境空气6个基本污染物的污染变化规律PM2.5、O3-8 h和PM10是自贡市城市环境空气污染首要污染物,冬季是空气污染的主要季节,由于四季轮回有PM2.5和PM10污染下降,O3-8 h上升的规律。
3.3 自贡市城市环境空气污染原因分析空气污染原因分为天然污染和人为污染。天然污染是自然原因引起的,人为污染是人们生产生活造成的,两者比较,人为污染较多且污染情况复杂[13]。
3.3.1 自然环境因素对空气污染的影响自贡市位于四川盆地南部,气候属东亚季风环流控制范围,为亚热带湿润季风气候类型,年平均气温17.8 ℃,日照1 150~1 200 h,年平均降雨量在1 015 mm左右,5—9月降水量占全年的70%~80%,冬季仅占全年雨量的5%[14]。由于自贡市对地理环境和气象因素,冬季气温较低且少雨,污染物不容易扩散,可能是冬季污染重于其它季节等主要原因。
3.3.2 人为环境因素对空气污染的影响根据监测结果和污染物来源及自贡市行业特点,人为环境污染的原因素有:工农业生产废气排放、汽车尾气排放、建筑业扬尘、烟花爆竹集中燃放、居民生活污染、区域性污染等。
自贡市城市环境空气中的污染物对人群的健康影响是今后需要关注的重点,如自贡市城市环境空气PM2.5的主要成分及其污染与人群死亡、病人急诊接诊、医院门诊量、脆弱人群疾病或症状的发生关系等,对疾病的预防控制都具有十分重大意义。
[1] |
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB 3095-2012环境空气质量标准[S].北京: 中国标准出版社, 2016. (In English: General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China, Standardization Administration of the People's Republic of China. GB 3095-2012 Ambient air quality standard[S]. Beijing: Standards Press of China, 2016.)
|
[2] |
詹平, 陈华. 环境卫生学[M]. 北京: 科学出版社, 2008: 38-41.
|
[3] |
杨克敌, 主编.环境卫生学[M].第8版.北京: 人民卫生出版社, 2017.
|
[4] |
中华人民共和国环境保护部. HJ 664-2013环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)[S].北京: 中国环境科学出版社, 2013.
|
[5] |
环境保护部. HJ 193-2013环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统安装验收技术规范[S].北京: 中国环境科学出版社, 2013. (In English: Ministry of Environmental Protection. HJ 193-2013 Technical specifications for installation and acceptance of ambient air quality continuous automated monitoring system for SO2, NO2, O3 and CO[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2013.)
|
[6] |
环境保护部. HJ 655-2013环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统安装和验收技术规范[S].北京: 中国环境科学出版社, 2013. (In English: Ministry of Environmental Protection. HJ 655-2013 Technical Specifications for installation and acceptance of ambient air quality continuous automated monitoring system for PM10 and PM2.5[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2013.)
|
[7] |
环境保护部. HJ 633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)[S].北京: 中国环境科学出版社, 2016. (In English: Ministry of Environmental Protection. HJ 633-2012 Technical regulation on ambient air quality index (on trial)[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2016.)
|
[8] |
环境保护部. HJ 663-2013环境空气质量评价技术规范(试行)[S].北京: 中国环境科学出版社, 2013. (In English: Ministry of Environmental Protection. HJ 663-2013 Technical regulation for ambient air quality assessment (on trial)[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2013.)
|
[9] |
生态环境部. HJ 817-2018环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统运行和质控技术规范[S].北京: 中国标准出版社, 2018. (In English: Ministry of Ecological Environment. HJ 817-2018 Technical specifications for operation and quality control of ambient air quality automated monitoring system for particulate matter (PM10 and PM2.5)[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018.)
|
[10] |
生态环境部. HJ 818-2018环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统运行和质控技术规范[S].北京: 中国标准出版社, 2018. (In English: Ministry of Ecological Environment. HJ 818-2018 Technical specifications for operation and quality control of ambient air quality continuous automated monitoring system for SO2, NO2, O3 and CO[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018.)
|
[11] |
环境保护部. HJ 630-2011环境监测质量管理技术导则[S].北京: 中国环境科学出版社, 2011. (In English: Ministry of Environmental Protection. HJ 630-2011 Technical guideline on environmental monitoring quality management[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2011.)
|
[12] |
李星华. 2015年—2017年菏泽市城区环境空气监测分析[J]. 科技风, 2018(23): 159. |
[13] |
巴智明. 卫生防疫员[M]. 成都: 电子科技大学出版社, 2004: 21.
|
[14] |
自贡统计局. 2017年自贡统计年鉴[M]. 自贡: 自贡统计局, 2017: 3-7.
|