阳泉市“十三五”环境空气质量变化趋势及原因分析

文_常娟 山西省阳泉生态环境监测中心

“十三五”期间，按照生态环境部及山西省生态环境厅的相关政策和要求，阳泉市加大了大气污染防治的力度，2016年6月起启动了大气污染防治行动计划，以防止颗粒物为重点，以“控煤、治污、管车、降尘”为抓手，开展产业结构优化调整、清洁生产、城市扬尘污染控制、燃煤污染综合整治、机动车污染防治和工业大气污染治理等整治行动，积极推进多种污染物协同减排，促进环境空气质量进一步改善。本文对2016～2020年期间阳泉市环境空气质量状况进行了统计，并分析了其变化趋势及原因，以期为管理部门进一步开展大气污染防治工作提供参考。

1 环境空气监测结果

1.1 监测结果

“十三五”期间，阳泉市二氧化硫的年平均浓度为0.035mg/m3，一氧化碳的年平均浓度为2.1mg/m3，2016～2020年度的二氧化硫和一氧化碳年平均浓度均未超过国家环境空气质量二级标准；二氧化氮的年平均浓度为0.042mg/m3，可吸入颗粒物的年平均浓度为0.097mg/m3，细颗粒物的年平均浓度为0.052mg/m3，臭氧的年平均浓度为0.173mg/m3，2016～2020年度的二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧年平均浓度均超过国家环境空气质量二级标准。

1.2 环境空气质量状况

“十三五”期间，市区空气质量二级及以上的天数稳中有升，2019～2020年空气质量优良天数增幅明显，增加35d。阳泉市区“十三五”期间空气质量情况统计见表1。

表1 阳泉市区“十三五”期间空气质量级别统计

2 环境空气质量变化趋势

2.1 主要污染物浓度年际变化

2016～2020年，阳泉市市区环境空气中主要污染物浓度总体呈下降趋势，二氧化硫、可吸入颗粒物、细颗粒物浓度逐年下降，一氧化碳浓度总体下降，二氧化氮浓度基本保持稳定，臭氧浓度呈总体上升趋势。市区环境空气主要污染物浓度年际变化见图1。

图1 “十三五”期间阳泉市区空气污染物浓度年际变化曲线

2.2 优良天数比例变化

2016～2020年，阳泉市市区空气优良天数比例范围在63.1%～69.9%之间，总体呈上升趋势，表明市区空气质量持续好转。“十三五”期间市区优良天数统计情况见表2。

表2 阳泉市区“十三五”期间空气质量级别统计

2.3 综合污染指数年际变化

“十三五”期间，阳泉市市区空气综合污染指数范围为5.32～6.87，由空气综合污染指数年际变化图（图2）可以看出，市区空气综合污染指数呈下降趋势，表明市区空气质量呈好转态势。

图2 阳泉市区空气综合污染指数年际变化曲线

2.4 环境空气质量变化趋势分析

采用Spearman秩相关系数法对“十三五”期间阳泉市市区主要空气监测指标及综合污染指数变化趋势进行检验，判定其在统计上有无显著性变化，详见表3。

表3 “十三五”期间阳泉市区环境空气质量变化趋势检验（γs）

由趋势检验结果可知，“十三五”期间，阳泉市市区二氧化硫浓度、可吸入颗粒物浓度、细颗粒物浓度下降趋势显著；二氧化氮浓度、一氧化碳浓度、臭氧浓度变化平稳；综合污染指数下降趋势显著。

3 环境污染特征

3.1 首要污染物

3.1.1 “十三五”期间首要污染物

通过对市区2016～2020年六项主要空气污染物污染负荷系数的计算、整理（见图3和表4所示），从中可以看出：六项污染物对市区环境空气污染的贡献程度由大到小排列为细颗粒物＞可吸入颗粒物＞臭氧＞二氧化氮＞二氧化硫＞一氧化碳。“十三五”期间，细颗粒物为首要污染物，其污染负荷占比为24.5%。

图3 阳泉市区“十三五”期间大气污染物负荷比例图

表4 阳泉市“十三五”期间大气污染物负荷系数统计表

3.1.2 污染负荷年际变化

2016～2020年，阳泉市市区环境空气主要污染物负荷占比变化情况如图4所示，由图4可以看出：

图4 “十三五”期间阳泉市区空气污染物负荷系数年际变化

①可吸入颗粒物为2016年首要污染物，之后其污染负荷占比逐年下降；细颗粒物自2017年起超过可吸入颗粒物，成为环境空气中首要污染物，其污染负荷占比逐渐上升并趋于稳定。

②臭氧污染负荷占比逐年上升，上升趋势显著，到2020年其污染负荷占比已接近于次要污染物可吸入颗粒物，臭氧污染已不容忽视。

③二氧化氮污染负荷占比呈上升趋势；一氧化碳污染负荷占比保持稳定；二氧化硫污染负荷逐年下降，且下降趋势显著，其对空气污染的贡献减弱明显。

3.2 污染季节特征

2016～2020年阳泉市市区二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、一氧化碳、臭氧、细颗粒物的月变化情况见图5。

图5 “十三五”期间阳泉市环境空气污染物浓度月变化曲线

阳泉市采暖期为每年11月到次年3月，非采暖期为每年4～10月，空气污染物浓度月变化呈明显的采暖季和非采暖季特征。根据“十三五”期间月均值统计结果，由月变化曲线可以看出：

①除臭氧外，二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒、细颗粒物、一氧化碳在采暖季浓度较高，采暖期开始后，污染物浓度逐渐升高，1月份达到峰值，之后逐渐下降，主要是由于采暖季燃煤量增大导致，另外汽车尾气和季节风沙也是导致大量颗粒物产生的原因。

②臭氧浓度自非采暖期开始呈逐月上升趋势，到6～7月达到峰值，8月份开始下降，主要是由于夏季日照强烈，环境空气中氮氧化物及挥发性有机物发生光化学反应，导致臭氧浓度迅速升高。

4 空气质量变化原因简析

4.1 全面开展大气污染防治工作提升脱硫降尘成效

“十三五”期间，阳泉市全面落实《阳泉市落实大气污染防治行动计划实施方案》，从注重重点行业减排向全面防控转变，从单因子治理向多污染因子综合控制转变，多手段联合推进，稳步提升脱硫、除尘成效。

4.2 细颗粒物成为环境空气污染首要污染物

“十三五”期间，细颗粒物比例逐年上升，自2017年连续4年均为阳泉市环境空气首要污染物。细颗粒物与可吸入颗粒物比值自2016年48.7%上升到2020年59.0%。大气中细颗粒物浓度升高是灰霾天气发生和复合型污染的主要原因之一。

因此，阳泉市在秋冬季应加强对燃煤和扬尘源的控制，同时进一步加强对机动车的控制，以减少污染期间机动车的贡献。

4.3 机动车保有量迅速增长导致臭氧、二氧化氮污染日趋严重

阳泉市是全省唯一国道穿市而过的城市，307、207国道过境段已成为市区主要街道，太旧、太阳、阳五多条高速过境，存在很严重的通道污染。“十三五”期间，阳泉市机动车保有量持续增加，全市民用汽车保有量达到27万辆（包括三轮汽车和低速货车），增长 6.2%，其中私人汽车24.1万辆，增长6.7%。轿车保有量16.6万辆，增长5.8%，其中私人轿车15.8万辆，增长6.4%。由于市区道路狭窄扩散条件差，导致氮氧化物、臭氧指标呈逐年上升趋势。

4.4 地形及气象因素导致污染物难以扩散

阳泉市位于山西省中东部，是典型的“两山夹一谷”的山区河谷型城市，属暖温带半干旱大陆性季风气候。由于阳泉市“城在矿中，矿在城中”的特殊格局，以及自然形成的 “两山夹一沟”的地理环境，区域逆温层低且延缓时间长，加上城市热岛效应、市区环流及山沟回旋风等的综合作用，静风频率高达30%，不利于大气污染物扩散。特别是长期以来在市区周边发展的众多工业企业，对市区形成包围，大气环境所承纳污染物已超出其环境容量。

5 结语

“十三五”期间，阳泉市市区环境空气中主要污染物浓度总体呈下降趋势，二氧化硫、可吸入颗粒物、细颗粒物、一氧化碳浓度逐年下降，二氧化氮浓度基本保持稳定，臭氧浓度呈总体上升趋势。