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福建省大氣污染物分布特征和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

文檔作者：白亮文檔來源：福建省環(huán)境監(jiān)測中心站		點擊數(shù)：	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(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究
白亮
(福建省環(huán)境監(jiān)測中心站福建福州350003)
摘要根據(jù)福建省空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)近年來的監(jiān)測結(jié)果，對省域大氣質(zhì)量狀況進(jìn)行論述．分析大氣中主要污染物的時空分
布特征，對空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)存在的不足提出優(yōu)化調(diào)整建議．
關(guān)鍵詞大氣污染分布監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：X84 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—9064(2013)05—082—02
1福建省空氣質(zhì)量現(xiàn)狀
(1)城市環(huán)境空氣質(zhì)量級別。2010年，福建省的城市環(huán)
境空氣質(zhì)量保持在優(yōu)、良的水平．23個主要城市空氣質(zhì)量均
達(dá)到或優(yōu)于國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095—1996)的二
級標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)城市的比例為100％．其中武夷山環(huán)境空氣質(zhì)量
為一級。自2006年以來，福建省空氣質(zhì)量持續(xù)改善．空氣質(zhì)
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(zhì)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(shù)為1．33．較2005年下降
5．7％。9個設(shè)區(qū)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(shù)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(shù)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(xiàn)綜合
污染指數(shù)大于2的城
市．按空氣綜合污染
指數(shù)大小區(qū)域分布見
圖1。
從主要的空氣污
染物負(fù)荷變化情況
看．2010年的福建省
空氣污染物的污染負(fù)
荷系數(shù)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(fù)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(fù)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(fù)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(shù)
的貢獻(xiàn)率為最大．因此．可吸入顆粒物是影響福建省城市空
氣質(zhì)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(huán)境空
氣質(zhì)量受氣象條件影響較為明顯．呈現(xiàn)出典型的季節(jié)性變化
規(guī)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(xiàn)在12月、1
月或3月，最小月均值多出現(xiàn)在6月、7月和8月。春季陰雨
連綿，大氣層結(jié)穩(wěn)定，極易在低空形成逆溫．使得局地污染物
出現(xiàn)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(xiàn)低層逆溫。不利于局地污染物擴(kuò)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(yán)重。
而夏、秋季局地強(qiáng)對流天氣過程活躍，臺風(fēng)頻發(fā)．雨量豐富．
有利于空氣污染物的擴(kuò)散及洗消．使夏秋季的空氣質(zhì)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(qū)位，自然環(huán)境和社會條件截然不同．將福
建省23個城市按所處區(qū)位分為沿海城市和內(nèi)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(nèi)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(nèi)陸城市i。“
空氣污染程度重于沿“
海城市(見圖3)。福建
省的內(nèi)陸城市地形復(fù)
雜．多位于河谷地帶． 一=氯m■ =■mt 日t^■K■
*¨g#
圖3福建省不同區(qū)位城市大氣
污染物濃度比較
靜風(fēng)頻率高．逆溫層出現(xiàn)頻繁．極不利于空氣污染物的遷移
和擴(kuò)散：而沿海城市擴(kuò)散條件明顯優(yōu)于內(nèi)陸城市。由于歷史
的原因．福建省重工業(yè)多分布于內(nèi)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(yè)，能耗高，工業(yè)
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(tuán))有限責(zé)任公司、福建三鋼(集團(tuán))三明化工有限責(zé)任公司
等位于城市的上風(fēng)向．對城市環(huán)境空氣構(gòu)成嚴(yán)重影響。歷年
來．三明市的工業(yè)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(shù)年份可吸入顆粒物Et均值超標(biāo)
基金項目：2010年環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(201009004)
作者簡介：白亮(1972～)，男．學(xué)士．福建省環(huán)境監(jiān)測中心站，高級工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測、大氣科學(xué)。
2013．N05 國率大于10％．是全省空氣污染最嚴(yán)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(xiàn)出不同的消長趨勢．可吸人顆
粒物污染負(fù)荷比重逐年下降．二氧化硫污染負(fù)荷比重略有上
升．二氧化氮基本保持穩(wěn)定．但全省空氣污染總體特征未發(fā)
生根本改變．可吸人顆粒物是影響城市空氣質(zhì)量主要污染
物。污染負(fù)荷系數(shù)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(xiàn)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(shù)以可吸人顆粒物污染負(fù)荷比重大．但
一些規(guī)模大、人VI集中、機(jī)動車較多的城市如福州和廈門等，
二氧化氮濃度污染負(fù)荷系數(shù)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(fēng)景城市廈門城市人口
均大于150萬人．隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市機(jī)動車保有
量持續(xù)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(fù)荷系數(shù)呈逐年上升趨勢。福
州市從2000年起二氧化氮污染負(fù)荷系數(shù)均在30％以上．成
為城市次要污染物．2007年二氧化氮污染負(fù)荷系數(shù)達(dá)
38．4％，成為當(dāng)年城市首要污染物：廈門市2000～2002年二氧
化氮污染負(fù)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(dá)
36．5％．僅比可吸入顆粒物污染負(fù)荷系數(shù)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(zhuǎn)為煤煙型和
機(jī)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(wěn)中有降，
但縣級市變化不顯著：二氧化硫基本穩(wěn)定。
3福建省大氣環(huán)境和空氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)存在的問題
近年來．福建省制定了一系列大氣相關(guān)的環(huán)境保護(hù)政
策、法規(guī)、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(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于全國其它省份．但仍然
存在幾個主要大氣環(huán)境問題和相應(yīng)的空氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)缺陷：
(1)福建省地形地貌復(fù)雜，空氣資源和大氣環(huán)境容量分
布極不均勻，內(nèi)陸山區(qū)局地空氣資源匱乏、污染嚴(yán)重：
(2)福建省大部仍處于全國的較重酸雨區(qū)域．酸雨頻率
高，酸雨污染比較嚴(yán)重，不僅外來源的貢獻(xiàn)較大．且跨區(qū)域協(xié)
調(diào)控制難度大，存在潛在的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險：
(3)福建省局部地區(qū)尤其是沿海城市群的NO，濃度已達(dá)
較高水平，0，和PM2．5等復(fù)合污染已在一定程度上顯現(xiàn)：
(4)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是針對個體的、小范圍的
城區(qū)設(shè)立的．已不能適應(yīng)區(qū)域性的大氣環(huán)境質(zhì)量評價需要．
空間代表性不足．監(jiān)測結(jié)果存在較大誤差；
(5)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)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(jiān)測因子設(shè)立的，
已不能適應(yīng)區(qū)域性城市群的復(fù)合污染表征需求．功能代表性
不足：
(6)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)立或優(yōu)化主要是采用歷
史數(shù)據(jù)法和網(wǎng)格實測法做為主要的技術(shù)手段．與目前先進(jìn)的
空氣質(zhì)量模型預(yù)測法相比．不論在空間、時間還是多污染物
復(fù)合演變等方面均存在較大缺陷。
4優(yōu)化空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
伴隨著我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展．“區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化”進(jìn)
程的加快，大氣環(huán)境問題也呈現(xiàn)出“區(qū)域污染一體化、復(fù)合
化”的態(tài)勢。因此．為了準(zhǔn)確地、及時地反映區(qū)域的大氣復(fù)合
污染特征．急需對現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“一體化、復(fù)
合化”的優(yōu)化調(diào)整．強(qiáng)化區(qū)域聯(lián)合監(jiān)測．整合區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的各
城市的大氣監(jiān)測體系．從區(qū)域或城市群的層面優(yōu)化區(qū)域監(jiān)測
布點．同時增加部分區(qū)域性的大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)．構(gòu)建出一
個區(qū)域一體化的大氣復(fù)合污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。
利用空氣質(zhì)量模型Models一3／CMAQ模擬基于網(wǎng)格的常
規(guī)污染物(二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物)和區(qū)域復(fù)合
污染特征污染物(臭氧、PM2．5以及VOCs)為基礎(chǔ)．計算多污
染物的綜合評價濃度，以成本、地形地勢、行政區(qū)域、人口布
局、交通路網(wǎng)和空間覆蓋率等限制因素為約束條件．建立區(qū)
域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點模型．并通過優(yōu)化求解．同時與現(xiàn)有的
空氣質(zhì)量監(jiān)測點位進(jìn)行最優(yōu)化或最小誤差化定量評估．在滿
足《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范(試行)》的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測點位誤差要
求情況下．確定區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)各個監(jiān)測點位的優(yōu)化
布局。
5 結(jié)論
本研究通過對福建省近年來的空氣環(huán)境質(zhì)量狀況的分
析，以及對區(qū)域大氣污染的特征及變化趨勢的研究．發(fā)現(xiàn)現(xiàn)
有的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)點位設(shè)置存在諸多不適應(yīng)的狀況．應(yīng)采
用空氣質(zhì)量模型對研究區(qū)域大氣污染變化進(jìn)行“一體化、復(fù)
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(xué)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案．建立能準(zhǔn)確反映大氣復(fù)合污染特征
的動態(tài)的區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局。
參考文獻(xiàn)
1 王奇，胡曉路．張遠(yuǎn)航．關(guān)于區(qū)域大氣環(huán)境保護(hù)一體化的思考．環(huán)境
保護(hù)，2010(9)
2劉潘煒，鄭君瑜，李志成。等．區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點方法
研究．中國環(huán)境科學(xué)，2010(7)
3王敬賢，李松炳．張文漫．省級尺度大氣環(huán)境監(jiān)測優(yōu)化布點研究．中
國環(huán)境監(jiān)測，2001，17(1)
首個國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)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(shù)、熱解焦清潔應(yīng)用
技術(shù)、煤化工技術(shù)、煤基新材料技術(shù)、環(huán)保與節(jié)能技術(shù)等。它
2013．NO．5
的成立有望快速提升我國煤炭清潔利用產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和
國際競爭實力。

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