郑州市城区大气环境质量污染特征及其原因分析

摘 要:以郑州市城区2006年至2010年环境空气质量监测结果为依据,选取具有代表性的SO2、NO2、PM10作为评价因子,对郑州市城区大气环境质量作出综合评价。郑州市城区环境空气污染呈现由煤烟型污染逐渐向复合型污染转变趋势,空气污染物的季节变化显著;大气污染防治和城区环境综合整治力度不断加大、二氧化硫减排、机动车数量的大幅增加和气象因素是影响大气环境质量的主要原因。

关键词:郑州市城区 大气环境质量 复合型污染 季节变化显著

中图分类号:TV2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0136-01

郑州市作为区域性中心城市,面临着严重的大气污染问题。选取郑州市主要的大气污染物二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物作为评价因子,以“十一五”期间二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物的监测数据为依据,对其平均浓度变化趋势进行分析,并运用污染负荷系数分析郑州市大气环境质量污染特征,并进一步分析大气污染的原因。

1 郑州市城区大气环境质量综合分析

1.1 评价因子的选择

根据郑州市城区结构特点和工业布局,选择二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物作为该区域大气环境评价因子。

1.2 评价标准

依据《环境空气质量标准》(GB3095-1996)及其修改单规定的浓度限值作为评价标准,2006年、2007年和2010年空气质量级别为二级,2008年和2009年空气质量为三级。

2 污染特征

2.1 主要污染物

“十一五”期间,通过对郑州市城区环境空气中污染物的污染负荷系数分析,可吸入颗粒物的污染负荷系数逐年增加且多年所占比重最大;二氧化硫的污染负荷系数逐年下降;二氧化氮呈缓慢上升趋势。郑州市城区环境空气污染由煤烟型污染逐渐向复合型污染转变。详见表1。

2.2 时间特征分布

通过对“十一五”期间郑州市城区环境空气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物季均值污染指数变化分析,郑州市城区空气污染物的季节变化显著。由于冬季和春季属于采暖期,能源消耗高于非采暖期的夏季和秋季,污染物污染指数冬季和春季显著高于夏季和秋季。气象因素对这种污染物浓度变化的季节性规律起了一定作用,夏、秋季气温较高,混合层高度也因而提高,有助于空气污染物的扩散,另外,夏、秋季雨水丰富,有利于空气中污染物的清除;冬天则相反,再加上逆温和静风的天气发生频率增多,不利于污染物的扩散。

3 原因分析

3.1 环境治理保证了郑州市城区环境空气质量的基本稳定

“十一五”期间,在人口增多、经济增长、城市规模不断扩大的情况下,郑州市城区环境空气质量保持基本稳定。主要原因是大气污染防治和城区环境综合整治力度不断加大,环保投入不断增加,城市环境保护得到加强,措施主要包括控制扬尘污染、加快城市绿化和路面硬化及环城生态防护林网建设,消灭黄土,加强市区施工、运输管理,积极开展机动车尾气治理,扩大烟尘控制区建设范围等。城区空气质量与社会经济发展变化趋势对比分析结果详见图1。

3.2 二氧化硫减排是二氧化硫浓度明显下降的直接原因

2006年以来,郑州市城区二氧化硫平均浓度下降13.3%。二氧化硫浓度下降得益于“十一五”期间郑州市采取的一系列二氧化硫减排措施,包括拆除或改制市区10t以下燃煤大锅炉,开展电厂脱硫治理工作。

“十一五”期间郑州市能源消费总量逐年增加,能源结构以煤炭为主,但煤炭所占比重逐年下降,尤其是2009年,二氧化硫排放量比“十一五”初期有较大幅度的下降,环境空气中的二氧化硫浓度随之明显下降。

3.3 机动车数量的大幅增加导致二氧化氮污染呈上升趋势

二氧化氮污染主要来源之一是机动车尾气。“十一五”期间,二氧化氮虽不是城区环境空气中首要污染物,但其污染程度随着每年车辆数量的大幅增加呈上升趋势。

3.4 可吸入颗粒物浓度受多种因素影响

郑州市大气中颗粒物主要来源于土壤风沙尘、城市扬尘、建筑水泥尘、机动车尾气尘和煤烟尘等,其污染程度在源强不变的前提下,还受气象因素影响。

“十一五”期间郑州市烟尘排放量逐年下降,可吸入颗粒物浓度在2006年至2008年逐年下降。2010年郑州市环境空气中可吸入颗粒物年均浓度较前几年有所增长,原因为:一是郑州市城市改造力度加大,房屋新建及拆迁改造、道路改造造成的扬尘污染加重。二是自然环境条件对环境空气质量的正向作用减弱,反向作用加大,2010年春季全国普遍干旱,河南尤其严重;春季期间相较其他年份基本无降水,且受西北沙尘天气影响严重。

3.5 气象条件对环境空气质量的影响

在污染源相对不变的前提下,气象条件对环境空气质量有重要影响。降水对环境空气有一定的清洗作用,环境空气质量达标率与降水大体趋势呈正相关关系,即降水越多,环境空气质量达标率越高。降水对环境空气质量的影响主要反映在对二氧化硫和可吸入颗粒物的清洗作用。

风力对环境空气中污染物扩散有一定的作用。根据郑州市2008年环境空气污染物小时浓度监测数据,并结合河南省专业气象台的小时气象监测结果统计,气态污染物浓度与风级的大小呈明显的负相关关系,0～1级风(静风)对气态污染物扩散没有影响,大于1级对气态污染物有明显的扩散作用。对可吸入颗粒物的影响,0～1级风(静风)时作用不大,1～3级风时,有利于颗粒物的稀释扩散,颗粒物与风级的大小呈负相关关系,但当大于3级风时,颗粒物浓度会随着风速的增大而增大,会引起扬尘,大于5级时会形成浮尘甚至扬沙天气。