李錦華 孫 萌 陳 緣 呂海波

（渭南師范學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院 陜西渭南 714000）

霧霾作為一種不良天氣現(xiàn)象，其實(shí)并非工業(yè)現(xiàn)代化的獨(dú)有產(chǎn)物，古代早就出現(xiàn)了。甲骨卜辭里有“己酉卜，爭貞：風(fēng)隹有霾”的記載[1]。隨著時(shí)代發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步，霧霾已有了清晰的定義，即空氣中的二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物等粒子與霧氣結(jié)合在了一起，致使大氣混濁、視野模糊并導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化的大氣現(xiàn)象。

渭南市近年來霧霾天氣頻現(xiàn)，屬于中度污染和重度污染之間，對(duì)市民身體，交通和城市形象造成嚴(yán)重影響，治理霧霾迫在眉睫。此項(xiàng)目將通過對(duì)渭南市污染源污染物和霧霾污染物的相關(guān)分析，以渭南市近6年來的霧霾天氣變化情況和規(guī)律為依據(jù)，來判斷渭南市霧霾天氣的根本成因。渭南市霧霾天氣頻繁，并且持續(xù)時(shí)間長，濃度大。為了更好地改善霧霾污染，提高大氣環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)霧霾特征及成因分析，為當(dāng)前治理措施提供理論幫助，本文對(duì)渭南市空氣質(zhì)量改善、市民健康以及城市建設(shè)具有重要意義。

一、研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)概況

渭南市位于東經(jīng)108°50′-110°38′和北緯34°13′-35°52′之間，地處陜西省關(guān)中平原東部最寬闊地帶，是陜西的“東大門”，不僅是關(guān)中東部重要交通樞紐，而且還是我國的歷史文化名城?？偯娣e1.3萬平方公里，總?cè)丝?54萬，是陜西省第二人口大市?，F(xiàn)已成為陜西省和國家生產(chǎn)布局中初具規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和能源重化工基地。渭南屬暖溫帶半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，雨量適宜。舒適的氣候使得渭南物產(chǎn)豐富，自然資源頗為豐饒。

（二）數(shù)據(jù)來源

本文所用到的2014年1月到2020年2月12日渭南市的所有污染物成分含量以及空氣質(zhì)量指數(shù)等數(shù)據(jù)均來源于中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站（http：//www.cnemc.cn）。

（三）利用excel 進(jìn)行作圖分析。

二、研究結(jié)果

（一）年際分析

1.SO2、NO2及PM10 年均濃度變化趨勢(shì)（如圖1 所示）。

圖1 三種污染因子的年均濃度變化趨勢(shì)

通過對(duì)渭南市2014-2020年2月期間SO2、NO2及PM10的年均濃度進(jìn)行分析[2]，由圖1變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，從2014-2020年，SO2和PM10的濃度呈下降趨勢(shì)，而NO2的濃度處于波動(dòng)狀態(tài)，甚至有著上升的趨勢(shì)。

2.PM2.5 年濃度變化（如圖2 所示）

通過對(duì)渭南市2014-2020年2月的PM2.5年平均值進(jìn)行的年際分析[3]，由圖可以看出其濃度雖呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但仍有波動(dòng)，并且下降幅度不大。2015年出現(xiàn)一次小低谷，除2020年以外，最高值出現(xiàn)在2016年。由于2020年只有兩個(gè)多月的數(shù)據(jù)，并且這兩個(gè)月正是污染物濃度的高峰期，所以2020一列在本年際分析中不具有參考價(jià)值。從2014年至2019年整體來看，其濃度趨勢(shì)呈現(xiàn)樂觀形式。

圖2 PM2.5 濃度年度變化

（二）年內(nèi)分析

1.SO2的濃度變化

每年中的月均濃度變化變化基本呈“U”形分布，1-4月SO2的月平均濃度逐漸下降，4-10月SO2的月平均濃度變化平穩(wěn)，10-12月SO2的月平均濃度逐漸上升，其變化趨勢(shì)結(jié)果如圖3所示。

圖3 SO2 的濃度變化

2.NO2濃度變化

通過對(duì)渭南市2014-2020年的NO2年平均濃度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2014年到2017年呈上升趨勢(shì)，2017年到2020年呈下降趨勢(shì)。但每年中的月濃度變化呈先下降后上升的趨勢(shì)1-8月NO2的月平均濃度逐漸下降，8-12月NO2的月平均濃度逐漸上升，其變化趨勢(shì)結(jié)果如圖所示。

圖4 NO2 的濃度變化趨勢(shì)

3.PM10 濃度變化

通過對(duì)渭南市2014-2020年2月的PM10月平均濃度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2014-2020年間，PM10的年平均濃度是有所下降的，呈現(xiàn)著良好的發(fā)展趨勢(shì)，并且每年5月至9月末為濃度低谷區(qū)，其余月份的濃度相對(duì)較高，高峰期出現(xiàn)在1月和12月之間，全年整體呈現(xiàn)倒U形分布。

圖5 PM10 濃度變化趨勢(shì)

4.PM2.5 的年內(nèi)變化特征及成因

如圖6，渭南市2014～2020年二月期間各年P(guān)M2.5平均值整體基本呈“U”形分布，對(duì)于其頻率的時(shí)間變化特征，存在明顯的季節(jié)變化特征[4]。據(jù)圖中變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)11月中旬到次年3月中旬是一年中霧霾產(chǎn)生的高峰期。即在春冬季節(jié)，霧霾天氣出現(xiàn)的頻率較高，并且有達(dá)到重度污染，而在夏秋季節(jié)則霧霾天氣出現(xiàn)的情況較為良好。

圖6 PM2.2 濃度年內(nèi)分析

5.霧霾天氣峰值區(qū)分析

通過對(duì)霧霾峰值的截取得到下圖，整體來看其中每年的嚴(yán)重霧霾天氣多在12月和1月區(qū)間，最高點(diǎn)多出現(xiàn)在陽歷跨年前后，此時(shí)人類社會(huì)活動(dòng)頻繁，汽車等交通工具污染性氣體排放量大，處于靜穩(wěn)天氣過程中，大氣擴(kuò)散能力一般，雨水少，難以被沖散。

圖7 11 月中旬至次年3 月中旬PM2.5 變化趨勢(shì)

（三）疫情期間AQI 濃度變化特點(diǎn)

通過對(duì)1月24日至2月12日此時(shí)段三年來的AQI濃度數(shù)據(jù)的提取，繪制了如下圖表，由圖表可看出三年來的空氣情況正在逐年改善，但由于新冠病毒的出現(xiàn)，2020年1月24日至2月12日為疫情封閉期，相比前兩年的改善程度而言，2020年更加明顯。

圖8 疫情期間AQI 濃度變化趨勢(shì)

三、討論

通過對(duì)渭南市2014-2020年2月期間SO2、NO2、PM10及PM2.5的年均濃度進(jìn)行年際分析，造成這一現(xiàn)狀的原因是市政府重視對(duì)燃煤用量的控制，實(shí)行煤改氣、煤改電，并且大力支持開發(fā)新能源，因而SO2濃度下降較快。另外，由于渭南市私家車大幅度增多，汽車尾氣排放量也迅速增大，致使NO2和PM10的濃度未顯著下降。

通過對(duì)2014-2020年七年來渭南市大氣中的SO2、NO2、PM10的濃度變化進(jìn)行了年內(nèi)分析。造成這一現(xiàn)狀的原因是[5]：（1）自然因素：渭南市常年盛行偏東北風(fēng)，風(fēng)力攜帶的顆粒物經(jīng)過城區(qū)上空降落下來；由于渭南市地處關(guān)中盆地，秋冬季易形成大霧天氣，增大污染。所以冬季濃度較高，夏季濃度較低。（2）人為因素：工業(yè)固體廢物不能有效處理加重了城區(qū)上空污染程度，渭化工廠會(huì)向渭南市大氣中排放一定量的氮氧化物；過年期間汽車尾氣排放量較大，所以12月到次年1月NO2濃度較高。

通過對(duì)2018～2020年1.24-2.12期間，渭南市AQI的濃度變化分析，造成這一現(xiàn)狀的原因是：（1）受疫情影響，出行車輛、人數(shù)變少，汽車尾氣排放量減少。部分工廠不能正常運(yùn)行，產(chǎn)生的污染物較少；（2）國家大力禁止燃放煙花爆竹，減少粉塵，環(huán)境得到改善；（3）政府更加重視大氣污染對(duì)環(huán)境的污染，開展了一系列保護(hù)環(huán)境的行動(dòng)，情況逐漸好轉(zhuǎn)。

四、結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)2014-2020年SO2濃度有逐年下降趨勢(shì)，而NO2和PM10無明顯變化。年內(nèi)的月均濃度變化變化基本呈“U”形分布，12月24日至1月12日為各參數(shù)峰值，空氣質(zhì)量受季節(jié)影響較大。疫情控制期間AQI濃度降低，說明交通工具的尾氣排放，是造成霧霾的重要因素之一?？偟膩碚f，渭南市六年來總體霧霾天氣和污染情況有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。