2.4 2013年银川市环境空气污染物污染状况
2.4.1日均浓度超标情况
分析污染物日均浓度时间变化序列,可了解污染物日均浓度变化情况,并了解污染发生的主要时间。2013年银川市环境空气污染物日均浓度(O3为小时浓度)的时间变化序列及超标情况如图2-6所示。从图中可以看出,除O3外,其他五项污染物浓度在10月下旬到2月底浓度较高,PM10浓度由于受到春季沙尘的影响,在4月份前后浓度也较高。而O3由于其本身特性,在夏季浓度较高。根据超标情况分析,发现除臭氧无超标情况外,其他污染物都有不同程度的超标。PM10与PM2.5日均浓度超标率分别为24%和19%, SO2超标率为18%, NO2为6%, CO为1%。PM10最大值出现在4月份,为452.5 μg/m3,超标2.0倍,PM2.5及SO2最大值出现在1月份,分别达到了187.8 μg/m3和348 μg/m3,超过二级标准1.5倍和1.32倍。NO2最大日均值为109 μg/m(3 10月26日),超标0.36倍,CO最大日均值为4.2 mg/m(3 1月13日),超标0.05倍。
图2-6 2013年银川市环境空气污染物日均浓度超标情况分析(单位:μg/m3; CO:mg/m3)
图2-7按月统计了2013年银川市环境空气污染物超标率情况。11月~1月SO2、NO2、PM10、PM2.5超标严重,影响因素主要来自采暖季燃煤,3、4月份PM10超标严重,影响因素主要来自沙尘天气。5、6月份PM10、PM2.5也有超标现象,7~9月份SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO均达标,是银川市环境空气质量较好的时期。
图2-7 2013年银川市环境空气污染物超标率按月统计情况
图2-8按季度统计了2013年银川市各监测点环境空气污染物超标率。第一、四季度各监测点SO2、PM10和PM2.5日均浓度超标率均高,第二季度PM10和PM2.5各监测点亦有超标现象,第二、三季度SO2、NO2均达标,CO除第一季度外,其余季度均达标。据各污染物不同站点分析,SO2日均浓度第一、四季度兴庆区银湖巷超标率最高,达46%和69%,其他各监测点超标率在20%~36%之间。PM10银湖巷和宁化生活区超标率第一季度均为53%,第四季度分别为37%和48%,其他站点在18%~40%之间。PM2.5第一、四季度各站点超标率为25%~40%,第二季度各站点超标率在2%~6%之间。还有一个明显特征:第二季度PM10超标率远高于PM2.5,以宁化生活区最为突出,PM10超标率为29%,而PM2.5仅为3%,这也再一次说明污染主要来自沙尘天气产生的土壤风沙尘。
图2-8 2013年银川市各监测点环境空气污染物超标率按季统计情况
2.4.2污染物浓度日变化特征
污染物浓度日变化特征除与污染物排放源排放规律有关外,还与当地的气象条件变化有关。基于2013年各污染物小时数据,分析全年污染物的日变化特征,SO2、NO2日变化表现出明显的单峰型,PM10日变化基本是维持高浓度的两峰一谷型,CO、PM2.5日变化也呈两峰一谷型。SO2峰值出现在中午12点,随后污染状况逐渐减轻,到下午18时出现谷值,夜间时段污染又逐渐积累,如图2-9。NO2与CO变化趋势类似,在9时及21时左右出现两个峰值,但CO的最大峰值出现在上午,而NO2浓度从下午16时浓度走高,在21时出现最大峰值。对于O3,由于臭氧由二次反应生成,并与太阳辐射等气象因素有关,在15时左右出现污染峰值。对于PM10和PM2.5,二者变化趋势类似,在10时左右出现一峰值,后随着扩散条件变好浓度降低,但从17时左右浓度逐渐累积上升。综合分析,上述污染物的这种时间变化特征,是气象条件的日变化与污染物排放源的排放规律综合作用的结果。
图2-9 2013年污染物浓度日变化特征(单位:μg/m3; CO:mg/m3)
2.4.3污染物浓度频数分布
图2-10 2013年银川市各项污染物日均浓度频数分布图
了解污染物浓度频数分布状况,可了解污染物浓度的集中范围,通过与环境空气质量标准对比,可明确需要重点控制污染物浓度的范围。图2-10为2013年银川市各项污染物日均浓度的频数分布(其中臭氧浓度为小时浓度),图中红线为国家环境空气质量标准二级标准。从中可以看出,除臭氧没有超标外,其他各项污染物都出现超标现象,尤其是PM10和PM2.5,超标数据集中在与二级标准接近的范围,但也都有极值出现。
2.4.4污染物空间分布特征
了解污染物浓度的空间分布,可识别污染的重点区域。图2-11显示了2013年银川市污染物浓度的空间分布情况。从图中可以看出,银湖巷站点的SO2、NO2及CO浓度都明显高于其他站点,且O3浓度排在第2位。O3浓度最高的站点为宁安大街,PM10及PM2.5最高浓度分别出现在宁化生活区和学院路站点。总体来说,宁化生活区除颗粒物浓度较高外,其他污染物浓度在全市都处于较低水平,而银湖巷除PM2.5外,其他污染物浓度都处于较高水平。(注:下图中CO数值为100×μg/m3)
图2-11 2013年银川市污染物浓度空间分布(单位:μg/m3)
表2-1 2013年银川市污染物浓度空间分布
为更好地了解污染物的空间分布特征,表2-1按银川市行政区划对各污染物浓度排名进行了分析。银川市三区比较,兴庆区银湖巷SO2、NO2、CO年均浓度均高于其他监测点;西夏区宁化生活区PM10浓度最高;但对于PM2.5及O3浓度,三个区域基本持平,不受空间分布影响;各监测点PM10、PM2.5年均浓度均超标;SO2年均浓度除宁化生活区为58 μg/m3达标外,其他各监测点均超标。总体来说,银川市东部常规污染物浓度较高,而西部颗粒物浓度水平较高,中部污染物浓度相对较低。
2.4.5环境空气质量指数
采用空气质量指数AQI对银川市空气质量状况进行分析,如图2-12。2013年银川市有效监测天数365天,全市累计二级及好于二级天数为252天,空气质量状况为优良的频率是69%;轻度污染80天,发生频率是22%;中度污染18天,发生频率是5%;重度污染11天,发生频率是3%;严重污染3天,发生频率是1%。
图2-12 2013年银川市和各监测点空气质量状况发生频率
银川市三区比较,兴庆区银湖巷优良天数出现频率最低,为59%,而轻度污染为31%,高于其他各监测点。金凤区宁安大街、贺兰山东路优良天数出现频率分别为68%、73%,轻度污染分别为24%、20%。西夏区宁化生活区和学院路优良天数出现频率分别为70%、65%,轻度污染分别为20%、25%。各监测点优良天数为60%~70%,轻度污染为20%~30%,中度、重度和严重污染各监测点均有出现,低于10%。总体而言,金凤区空气质量比兴庆区、西夏区稍好,与兴庆区是老城区,人口较密集,而西夏区各类化工厂较多有关,致使兴庆区和西夏区空气质量较金凤区略差。
图2-13 2013年银川市各月空气质量状况发生频率
分析银川市各月空气质量状况发生频率,如图2-13所示,1、11、12月份轻度污染发生频率最高,其他各月良发生频率最高;优良天数频率5~9月份达90 %以上,尤以7~9月份达100%,10月份达80%;1、11和12月份发生轻度污染的频率为42%~58%,中度污染发生于1、11、12和第二年的2、4月,重度污染发生于1、2和12月,严重污染发生于3月份。总体而言,银川市空气中度污染以上发生于1~4月份以及11、12月份。
2.4.6首要污染物
由银川市各监测点首要污染物发生频率图(图2-14)可见,2013年银川市首要污染物以PM10为主,频率为58%, PM2.5为首要污染物的频率是17%,首要污染物为SO2的频率是13%,为O3和NO2的频率分别是9%和2%,为CO的频率为0。从各监测点看,首要污染物PM10出现频率最多,普遍在50%左右,宁化生活区高达76%;其次是PM2.5为首要污染物的频率,普遍在20%左右,SO2为首要污染物的频率约5%~20%, O3为首要污染物的频率在15%以下,NO2为首要污染物的频率较低,普遍在10 %以下。兴庆区银湖巷以SO2为首要污染物出现频率较其他点位高,可能与冬季采暖季燃煤锅炉无脱硫设施有关。金凤区贺兰山东路PM2.5、O3和NO2为首要污染物出现频率较其他点位高,主要原因来自于汽车尾气排放。西夏区宁化生活区PM10为首要污染物出现频率高达78%,可能与贺兰山的阻挡作用使得颗粒物不能有效扩散、局部污染源如采石场和砂石厂扬尘、道路扬尘等因素有关,其余污染物出现频率均低于其他各点;学院路PM2.5和O3为首要污染物出现频率与贺兰山东路相当,主要原因来自于汽车尾气排放。
图2-14 2013年银川市各监测点首要污染物发生频率
通过对银川市各月首要污染物发生频率进行分析(图2-15)发现,11、12和1月份首要污染物为PM2.5的频率最高,分别为30%、65%和62%;首要污染物为SO2频率较高的月份为11、12、1和2月,频率分别为40%、31%、29%和50%;11、12、1和2月份首要污染物为PM2.5和SO2,其发生频率之和为70%、96%、91%和60%,其他各月首要污染均以PM10为主,频率普遍在40%以上。O3为首要污染物主要出现于5、10、6和7月,频率分别为42%、19%、18%和12%。NO2为首要污染物的月份主要是9月和10月,频率分别为16%和7%。
图2-15 2013年银川市各月首要污染物发生频率