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福建省大氣污染物分布特征和監測網絡優化研究

文檔作者：白亮文檔來源：福建省環境監測中心站		點擊數：	更新時間： 2023年11月01日
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福建省大嘎污染物分布特征和監測網絡優化研究
白亮
(福建省環境監測中心站福建福州350003)
摘要根據福建省空氣質量監測網近年來的監測結果，對省域大氣質量狀況進行論述．分析大氣中主要污染物的時空分
布特征，對空氣質量監測網絡存在的不足提出優化調整建議．
關鍵詞大氣污染分布監測網絡
中圖分類號：X84 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2013)05—082—02
1福建省空氣質量現狀
(1)城市環境空氣質量級別。2010年，福建省的城市環
境空氣質量保持在優、良的水平．23個主要城市空氣質量均
達到或優于國家《環境空氣質量標準》(GB3095—1996)的二
級標準，達標城市的比例為100％．其中武夷山環境空氣質量
為一級。自2006年以來，福建省空氣質量持續改善．空氣質
量三級的城市比例明顯下降．從2006年的8．7％下降到2010
年的零。
(2)城市空氣質量綜合污染程度和主要污染物。2010
年，福建省城市空氣綜合污染指數為1．33．較2005年下降
5．7％。9個設區城市平均值為1．54，高于全省平均水平：14個
縣級市平均值為1．17．低于全省平均水平。武夷山、建陽、福
安和福鼎等4個城市綜合污染指數小于1．其余城市介于1一
圖l 2010年福建省城市空氣綜合
污染指數分布
嘎；∞5年3 2006年I。2007II‘_2‘啪年。2∞螂口2010年
擰條鈞名稱
2之間．未出現綜合
污染指數大于2的城
市．按空氣綜合污染
指數大小區域分布見
圖1。
從主要的空氣污
染物負荷變化情況
看．2010年的福建省
空氣污染物的污染負
荷系數從大到小依次
為可吸人顆粒物
(47．4％)>二氧化硫
(31．6％)>二氧化氮
(21．1％)，與2005年
相比．二氧化硫的污
染負荷上升4．6個百
分點．可吸人顆粒物
和二氧化氮分別下降
圖2福建省空氣污染物污染負荷變化情況4．4和0．2個百分點
(見圖2)。在各項污染物中，可吸入顆粒物污染負荷比重大，
影響范圍廣．各城市均以可吸人顆粒物對空氣綜合污染指數
的貢獻率為最大．因此．可吸入顆粒物是影響福建省城市空
氣質量的主要污染物。
2福建省大氣污染分布特征
(1)福建省大氣污染時間變化特征。福建省城市環境空
氣質量受氣象條件影響較為明顯．呈現出典型的季節性變化
規律，空氣主要污染物二氧化硫、二氧化氮和可吸人顆粒物
季度變化趨勢基本一致，一年中都是冬、春兩季污染較重．秋
季次之，夏季污染相對較輕，最大月均值一般出現在12月、1
月或3月，最小月均值多出現在6月、7月和8月。春季陰雨
連綿，大氣層結穩定，極易在低空形成逆溫．使得局地污染物
出現堆集；冬季晴冷少雨，降水主要受北方冷空氣南下影響．
過程雨量不大，容易出現低層逆溫。不利于局地污染物擴散．
因此全省主要城市在冬季及初春這-n,l-段污染相對較嚴重。
而夏、秋季局地強對流天氣過程活躍，臺風頻發．雨量豐富．
有利于空氣污染物的擴散及洗消．使夏秋季的空氣質量相對
較好。
(2)福建省大氣污染空間變化特征。福建省城市多處在
山海兩線的不同區位，自然環境和社會條件截然不同．將福
建省23個城市按所處區位分為沿海城市和內陸城市兩大
類。沿海城市為：福州、廈門、泉州、莆田、寧德、漳州、長樂、福
清、石獅、南安、晉江、福鼎、福安和龍海．內陸城市為三明、龍
巖、南平、邵武、建陽、o蚰
建甌、武夷山、永安和善o”
漳平?？傮w上內陸城市i。“
空氣污染程度重于沿“
海城市(見圖3)。福建
省的內陸城市地形復
雜．多位于河谷地帶． 一=氯m■ =■mt 日t^■K■
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圖3福建省不同區位城市大氣
污染物濃度比較
靜風頻率高．逆溫層出現頻繁．極不利于空氣污染物的遷移
和擴散：而沿海城市擴散條件明顯優于內陸城市。由于歷史
的原因．福建省重工業多分布于內陸城市．這些城市集中了
全省能源、化工、鋼鐵和水泥等污染大戶企業，能耗高，工業
廢氣排放量大．加之有些城市布局不合理，如福建省三鋼(集
團)有限責任公司、福建三鋼(集團)三明化工有限責任公司
等位于城市的上風向．對城市環境空氣構成嚴重影響。歷年
來．三明市的工業煙(粉)塵和二氧化硫排放量均占全省排放
總量的25％和17％以上．可吸人顆粒物和二氧化硫的年均
值位居全省各城市之首．多數年份可吸入顆粒物Et均值超標
基金項目：2010年環保公益性行業科研專項(201009004)
作者簡介：白亮(1972～)，男．學士．福建省環境監測中心站，高級工程師。研究方向：環境監測、大氣科學。
2013．N05 國率大于10％．是全省空氣污染最嚴重的城市。
(3)近年來福建省大氣污染總體特征變化。近年來．福建
省空氣中不同污染物濃度表現出不同的消長趨勢．可吸人顆
粒物污染負荷比重逐年下降．二氧化硫污染負荷比重略有上
升．二氧化氮基本保持穩定．但全省空氣污染總體特征未發
生根本改變．可吸人顆粒物是影響城市空氣質量主要污染
物。污染負荷系數比較表明．歷年來可吸入顆粒物影響程度
最大，在3項污染物中相對貢獻約占47．1％～49．7％．其次是
二氧化硫．占29．6％～32．4％．二氧化氮的影響最輕，占20．3％
-2I．5％。
在各城市中．多數以可吸人顆粒物污染負荷比重大．但
一些規模大、人VI集中、機動車較多的城市如福州和廈門等，
二氧化氮濃度污染負荷系數已超過二氧化硫．成為城市次要
污染物。省會城市福州和國際性港El風景城市廈門城市人口
均大于150萬人．隨著社會經濟快速發展，城市機動車保有
量持續增加．分別由2005年的57．5萬輛和37．3萬輛增加到
2010年的105．1萬輛和71．2萬輛。2個城市二氧化氮濃度歷
年來居全省各城市之首．污染負荷系數呈逐年上升趨勢。福
州市從2000年起二氧化氮污染負荷系數均在30％以上．成
為城市次要污染物．2007年二氧化氮污染負荷系數達
38．4％，成為當年城市首要污染物：廈門市2000～2002年二氧
化氮污染負荷在3項污染物中位居第3位．但從2003年起
已成為城市次要污染物．且呈逐年上升趨勢．2010年達
36．5％．僅比可吸入顆粒物污染負荷系數低4．8個百分點。由
此可見．福州和廈門空氣污染已由煤煙型污染轉為煤煙型和
機動車排氣污染并重的混合型污染。
總體上看．近年來福建省可吸入顆粒物年平均濃度呈逐
年下降趨勢，下降趨勢顯著：二氧化氮年平均濃度穩中有降，
但縣級市變化不顯著：二氧化硫基本穩定。
3福建省大氣環境和空氣監測網絡存在的問題
近年來．福建省制定了一系列大氣相關的環境保護政
策、法規、制度和措施，城市空氣污染防治成效顯著．總體上
看目前福建省大氣環境質量明顯優于全國其它省份．但仍然
存在幾個主要大氣環境問題和相應的空氣監測網絡缺陷：
(1)福建省地形地貌復雜，空氣資源和大氣環境容量分
布極不均勻，內陸山區局地空氣資源匱乏、污染嚴重：
(2)福建省大部仍處于全國的較重酸雨區域．酸雨頻率
高，酸雨污染比較嚴重，不僅外來源的貢獻較大．且跨區域協
調控制難度大，存在潛在的生態環境風險：
(3)福建省局部地區尤其是沿海城市群的NO，濃度已達
較高水平，0，和PM2．5等復合污染已在一定程度上顯現：
(4)現有的空氣質量監測網絡是針對個體的、小范圍的
城區設立的．已不能適應區域性的大氣環境質量評價需要．
空間代表性不足．監測結果存在較大誤差；
(5)現有的空氣質量監測網絡是以大氣中3項主要污染
物(可吸人顆粒物、二氧化硫、二氧化氮)為監測因子設立的，
已不能適應區域性城市群的復合污染表征需求．功能代表性
不足：
(6)現有的空氣質量監測網絡設立或優化主要是采用歷
史數據法和網格實測法做為主要的技術手段．與目前先進的
空氣質量模型預測法相比．不論在空間、時間還是多污染物
復合演變等方面均存在較大缺陷。
4優化空氣質量監測網絡
伴隨著我國區域經濟的快速發展．“區域經濟一體化”進
程的加快，大氣環境問題也呈現出“區域污染一體化、復合
化”的態勢。因此．為了準確地、及時地反映區域的大氣復合
污染特征．急需對現有的空氣質量監測網絡進行“一體化、復
合化”的優化調整．強化區域聯合監測．整合區域內現有的各
城市的大氣監測體系．從區域或城市群的層面優化區域監測
布點．同時增加部分區域性的大氣環境監測網絡．構建出一
個區域一體化的大氣復合污染監測網絡體系。
利用空氣質量模型Models一3／CMAQ模擬基于網格的常
規污染物(二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物)和區域復合
污染特征污染物(臭氧、PM2．5以及VOCs)為基礎．計算多污
染物的綜合評價濃度，以成本、地形地勢、行政區域、人口布
局、交通路網和空間覆蓋率等限制因素為約束條件．建立區
域監測網絡優化布點模型．并通過優化求解．同時與現有的
空氣質量監測點位進行最優化或最小誤差化定量評估．在滿
足《環境空氣質量監測規范(試行)》的網絡監測點位誤差要
求情況下．確定區域空氣質量監測網絡各個監測點位的優化
布局。
5 結論
本研究通過對福建省近年來的空氣環境質量狀況的分
析，以及對區域大氣污染的特征及變化趨勢的研究．發現現
有的空氣質量監測網點位設置存在諸多不適應的狀況．應采
用空氣質量模型對研究區域大氣污染變化進行“一體化、復
合化”的模擬，計算大氣中多污染物的綜合評價濃度．提出科
學的監測網絡優化方案．建立能準確反映大氣復合污染特征
的動態的區域空氣質量監測網絡布局。
參考文獻
1 王奇，胡曉路．張遠航．關于區域大氣環境保護一體化的思考．環境
保護，2010(9)
2劉潘煒，鄭君瑜，李志成。等．區域空氣質量監測網絡優化布點方法
研究．中國環境科學，2010(7)
3王敬賢，李松炳．張文漫．省級尺度大氣環境監測優化布點研究．中
國環境監測，2001，17(1)
首個國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室在西安成立
該實驗室主要研究方向是煤熱解技術、熱解焦清潔應用
技術、煤化工技術、煤基新材料技術、環保與節能技術等。它
2013．NO．5
的成立有望快速提升我國煤炭清潔利用產業的自主創新和
國際競爭實力。

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