望谟县2020～2021年空气环境质量发展情况浅析

犹龙海

(黔西南州生态环境局望谟分局综合保障中心，贵州 黔西南州 562400)

0 引言

随着工业化进程的展开，生存环境与人的联系越发紧密，环境的变化会在一定程度上影响人的生存质量，似多米诺骨牌效应。自改革开放以来，在我国大规模城市化、工业化发展中，高投入、高消费、高排放、高扩张、低水平行为导致了区域性的环境大气污染[1-2]，大气污染是我国在城市化和工业化建设过程中中面临的主要问题。随着工业化城市化建设进程的展开，氮氧化物、硫氧化物以及烟雾、粉尘等污染物排放量逐年增加[3]，导致了大气污染日益严重。目前，国内的大气污染以及污染防治的研究主要聚焦在北方地区以及南方发达地区，对西南山区研究较少。贵州望谟县位于贵州省南部，毗邻广西省和云南省，海拔最高1718.1m，最低点海拔275m，对望谟县的大气环境污染及其污染防治分析探讨有利于为区域性的大气污染防治提供一定的理论参考。

1 6个参数变化情况分析

1.1 SO2浓度变化情况分析

在大气中，二氧化硫会氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物[4-5]，主要产生于含硫化合物的燃烧及含硫矿石的冶炼。望谟县2020～2021年变化情况如图1所示，从图中可以看出，望谟县2021年和2020年SO2浓度值均低于国家二级标准限制(150 μg/m3)；从月份上分析，2021年全年12个月，SO2浓度数据较为平稳，其中1月和3月浓度较高，笔者认为这主要因为该时节气流较强，外在气流对本地气流造成扩散，以致SO2浓度较高。

图1 SO2浓度变化趋势图

1.2 NO2浓度变化情况分析

望谟县2020～2021年NO2浓度变化趋势如图2所示，两年NO2浓度变化趋势基本一致，整体出现先下降，后升高，接着再下降的趋势，分别在2月、7或者8月出现最低值，在冬季和1月、3月数值均相对较高，冬季数值上升主要是由于温度低，望谟县城中的两个监测点位气流较缓，秸秆燃烧频率较高，在有限空间内NO2浓度较高；3月空气回暖，春耕开始，焚烧富含氮元素的秸秆现象较为常见，以致三月出现相应的峰值。

图2 NO2浓度变化趋势

1.3 CO浓度变化情况分析

CO与血红蛋白有巨大的亲和力，可以使血浆中氧合血红蛋白急剧下降，使血液运氧功能发生障碍，导致低氧血症，引起组织缺氧，同时与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白后不易解离，会加重组织缺氧，而且碳氧血红蛋白对人体的脏器和组织细胞均有持久的毒性作用。可见空气中CO浓度过高较容易引起人体健康问题[6-7]。2020年及2021年CO浓度变化如图3所示，从图中可以看出，望谟县的CO浓度均低于二级标准限制(4.0 mg/m3)。从总体数值变化情况来看，2021年Co浓度值比较2020年高。其主要来源于秸秆燃烧、汽车燃油燃烧的不充分、以及外来空气交换扩散等渠道。近年来，汽车数量剧增，在望谟县城内，汽车尾气排放量也较上一年增加。

图3 CO浓度变化趋势图

1.4 PM10浓度变化情况分析

粒径范围在0.01 μm～100 μm之间的大气颗粒物，统称为总悬浮颗粒物。PM10和PM2.5分别指空气动力学直径小于或等于10 μm和2.5 μm的大气颗粒物。PM10也称为可吸人颗粒(inhalableparticles)，其主要来源于有机质和无机质构成的复杂混合物[8]。望谟县PM10主要来源有：(1)企业对排放污染物处理不彻底，产生PM10；(2)路面干燥引起的扬尘。望谟年平均气温为19℃，水分蒸发快，公路干燥。(3)外来气流携带污染气团。望谟地域奇特，与多省毗邻，易受外界污染气团影响。(4)秸秆焚烧。望谟县经济结构较为单一，主要以农业种植经济为主。PM10浓度变化趋势如图4所示，从图中可以看出PM10浓度春冬两季较高，夏秋季较低，这主要由于春季人们清理耕地，产生粉尘，从而造成局部区域粉尘的累积；夏季秋季，望谟县温度较高，空气流动快，不易造成粉尘的累积。

图4 PM10浓度变化趋势

1.5 PM2.5浓度变化情况分析

PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。该颗粒物通常也称细颗粒物，能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重[9-11]。PM2.5来源较广，火山爆发、发电、石油生产，以及生活烹调、路面扬尘、吸烟、机动车燃油燃烧等过程均会产生。

图5 PM2.5浓度变化趋势图

其变化趋势如图5所示，从图中可以看出，2020年与2021年变化趋势基本一致，整体规律是春冬季浓度较高，夏秋季浓度较低。由于春冬季秸秆焚烧及秸秆还田等过程面临粉尘的释放，以致PM2.5浓度相对较高，PM10变化趋势与PM2.5变化趋势基本一致。可见望谟县该两项指标变化与本地耕种行为联系较为密切。

1.6 O3浓度变化情况分析

本文涉及的臭氧主要指近地面空气中的臭氧。其主要产生途径有两种：一种是环境空气中自然产生(如雷电导致O3产生)或边界层内较高层O3的垂直输送[12]；另一种是环境中二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和挥发性有机物(VOCs)等一次污染物在阳光的作用下发生光化学反应(在可见光或紫外线照射下，由物质的分子吸收光子后所引发的反应)，生成臭氧[13]。2020年至2021年，O3浓度变化趋势如图6所示，从变化趋势来看，在5月均出现相应的峰值，这主要是由于春季气流较为平稳，春耕时节产生的氮氧化物产生累积效应，在夏季紫外线强度达到一定程度，催化了相应的合成反应，以致该节点O3浓度较高；随着温度的继续升高，紫外线强度增加，但是反应物被消耗，同时夏季气流增强，反应物浓度降低，O3浓度下降。

图6 O3浓度变化情况分析

2 结论

2.1 主要污染物变化趋势

2020年与2021年，望谟县均未出现污染天气，空气质量优良率均为100%，2020年空气质量为优的天数为284天，占比77.6%，空气质量为良的天数为82天，占比22.4%；2021年望谟县空气质量为优的天数为285天，占比78.1%，空气质量为良的天数为80天，占比21.9%，较2020年有所上升。说明望谟县的大气污染治理取得了一定的成效。

从表1可以看出2020年至2021年，望谟县整体综合污染指数保持不变，主要污染物仍为O3，其污染负荷系数有所下降，降低率为4.73%；次要污染物均为PM10，2021年与上一年相比，其年均浓度值与污染负荷系数有所上升，上升率分别为2.94%和2.87%；同时PM2.5年平均浓度值与污染负荷指数也有所上升。

图7 2020年与2021年空气质量优良天数比较图

表1 2020～2021年望谟县城际区域环境空气主要污染物污染指数表

2.2 治理建议分析

望谟县毗邻广西，海拔较低，年均温度较高，紫外线较强，该县主要污染物为O3，因此，对于O3的治理仍具有一定的现实意义。但O3的治理涉及较多，需要系统地做好污染防治。具体治理措施有以下几点：①做好喷漆、彩绘行业的深度治理，减少油墨喷漆行业挥发性有机物的无组织排放，控制O3生成过程中底物的浓度；②增加加油站油气回收的建设力度，有效降低挥发油气浓度；③加大秸秆焚烧的控制力度，强化秸秆资源化利用的引导，控制因秸秆焚烧产生的氮氧化物；④加大产研结合力度，对紫外线掩蔽剂进行深入研究，将紫外线掩蔽剂适当引入大气污染防治领域，有效降低区域紫外线强度，以期达到阻隔或者减缓紫外线的催化过程，建立相应的实验区，为低海拔地区O3污染防治做好模范带头作用；⑤加大引入新能源汽车力度，进一步加强挥发性有机物的控制。