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福建省大气污染物分布特征和监测网络优化研究

文档作者：白亮文档来源：福建省环境监测中心站		点击数：	更新时间： 2023年11月01日
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福建省大嘎污染物分布特征和监测网络优化研究
白亮
(福建省环境监测中心站福建福州350003)
摘要根据福建省空气质量监测网近年来的监测结果，对省域大气质量状况进行论述．分析大气中主要污染物的时空分
布特征，对空气质量监测网络存在的不足提出优化调整建议．
关键词大气污染分布监测网络
中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2013)05—082—02
1福建省空气质量现状
(1)城市环境空气质量级别。2010年，福建省的城市环
境空气质量保持在优、良的水平．23个主要城市空气质量均
达到或优于国家《环境空气质量标准》(GB3095—1996)的二
级标准，达标城市的比例为100％．其中武夷山环境空气质量
为一级。自2006年以来，福建省空气质量持续改善．空气质
量三级的城市比例明显下降．从2006年的8．7％下降到2010
年的零。
(2)城市空气质量综合污染程度和主要污染物。2010
年，福建省城市空气综合污染指数为1．33．较2005年下降
5．7％。9个设区城市平均值为1．54，高于全省平均水平：14个
县级市平均值为1．17．低于全省平均水平。武夷山、建阳、福
安和福鼎等4个城市综合污染指数小于1．其余城市介于1一
图l 2010年福建省城市空气综合
污染指数分布
嘎；∞5年3 2006年I。2007II‘_2‘啪年。2∞螂口2010年
拧条钧名称
2之间．未出现综合
污染指数大于2的城
市．按空气综合污染
指数大小区域分布见
图1。
从主要的空气污
染物负荷变化情况
看．2010年的福建省
空气污染物的污染负
荷系数从大到小依次
为可吸人颗粒物
(47．4％)>二氧化硫
(31．6％)>二氧化氮
(21．1％)，与2005年
相比．二氧化硫的污
染负荷上升4．6个百
分点．可吸人颗粒物
和二氧化氮分别下降
图2福建省空气污染物污染负荷变化情况4．4和0．2个百分点
(见图2)。在各项污染物中，可吸入颗粒物污染负荷比重大，
影响范围广．各城市均以可吸人颗粒物对空气综合污染指数
的贡献率为最大．因此．可吸入颗粒物是影响福建省城市空
气质量的主要污染物。
2福建省大气污染分布特征
(1)福建省大气污染时间变化特征。福建省城市环境空
气质量受气象条件影响较为明显．呈现出典型的季节性变化
规律，空气主要污染物二氧化硫、二氧化氮和可吸人颗粒物
季度变化趋势基本一致，一年中都是冬、春两季污染较重．秋
季次之，夏季污染相对较轻，最大月均值一般出现在12月、1
月或3月，最小月均值多出现在6月、7月和8月。春季阴雨
连绵，大气层结稳定，极易在低空形成逆温．使得局地污染物
出现堆集；冬季晴冷少雨，降水主要受北方冷空气南下影响．
过程雨量不大，容易出现低层逆温。不利于局地污染物扩散．
因此全省主要城市在冬季及初春这-n,l-段污染相对较严重。
而夏、秋季局地强对流天气过程活跃，台风频发．雨量丰富．
有利于空气污染物的扩散及洗消．使夏秋季的空气质量相对
较好。
(2)福建省大气污染空间变化特征。福建省城市多处在
山海两线的不同区位，自然环境和社会条件截然不同．将福
建省23个城市按所处区位分为沿海城市和内陆城市两大
类。沿海城市为：福州、厦门、泉州、莆田、宁德、漳州、长乐、福
清、石狮、南安、晋江、福鼎、福安和龙海．内陆城市为三明、龙
岩、南平、邵武、建阳、o蚰
建瓯、武夷山、永安和善o”
漳平。总体上内陆城市i。“
空气污染程度重于沿“
海城市(见图3)。福建
省的内陆城市地形复
杂．多位于河谷地带． 一=氯m■ =■mt 日t^■K■
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图3福建省不同区位城市大气
污染物浓度比较
静风频率高．逆温层出现频繁．极不利于空气污染物的迁移
和扩散：而沿海城市扩散条件明显优于内陆城市。由于历史
的原因．福建省重工业多分布于内陆城市．这些城市集中了
全省能源、化工、钢铁和水泥等污染大户企业，能耗高，工业
废气排放量大．加之有些城市布局不合理，如福建省三钢(集
团)有限责任公司、福建三钢(集团)三明化工有限责任公司
等位于城市的上风向．对城市环境空气构成严重影响。历年
来．三明市的工业烟(粉)尘和二氧化硫排放量均占全省排放
总量的25％和17％以上．可吸人颗粒物和二氧化硫的年均
值位居全省各城市之首．多数年份可吸入颗粒物Et均值超标
基金项目：2010年环保公益性行业科研专项(201009004)
作者简介：白亮(1972～)，男．学士．福建省环境监测中心站，高级工程师。研究方向：环境监测、大气科学。
2013．N05 国率大于10％．是全省空气污染最严重的城市。
(3)近年来福建省大气污染总体特征变化。近年来．福建
省空气中不同污染物浓度表现出不同的消长趋势．可吸人颗
粒物污染负荷比重逐年下降．二氧化硫污染负荷比重略有上
升．二氧化氮基本保持稳定．但全省空气污染总体特征未发
生根本改变．可吸人颗粒物是影响城市空气质量主要污染
物。污染负荷系数比较表明．历年来可吸入颗粒物影响程度
最大，在3项污染物中相对贡献约占47．1％～49．7％．其次是
二氧化硫．占29．6％～32．4％．二氧化氮的影响最轻，占20．3％
-2I．5％。
在各城市中．多数以可吸人颗粒物污染负荷比重大．但
一些规模大、人VI集中、机动车较多的城市如福州和厦门等，
二氧化氮浓度污染负荷系数已超过二氧化硫．成为城市次要
污染物。省会城市福州和国际性港El风景城市厦门城市人口
均大于150万人．随着社会经济快速发展，城市机动车保有
量持续增加．分别由2005年的57．5万辆和37．3万辆增加到
2010年的105．1万辆和71．2万辆。2个城市二氧化氮浓度历
年来居全省各城市之首．污染负荷系数呈逐年上升趋势。福
州市从2000年起二氧化氮污染负荷系数均在30％以上．成
为城市次要污染物．2007年二氧化氮污染负荷系数达
38．4％，成为当年城市首要污染物：厦门市2000～2002年二氧
化氮污染负荷在3项污染物中位居第3位．但从2003年起
已成为城市次要污染物．且呈逐年上升趋势．2010年达
36．5％．仅比可吸入颗粒物污染负荷系数低4．8个百分点。由
此可见．福州和厦门空气污染已由煤烟型污染转为煤烟型和
机动车排气污染并重的混合型污染。
总体上看．近年来福建省可吸入颗粒物年平均浓度呈逐
年下降趋势，下降趋势显着：二氧化氮年平均浓度稳中有降，
但县级市变化不显着：二氧化硫基本稳定。
3福建省大气环境和空气监测网络存在的问题
近年来．福建省制定了一系列大气相关的环境保护政
策、法规、制度和措施，城市空气污染防治成效显着．总体上
看目前福建省大气环境质量明显优于全国其它省份．但仍然
存在几个主要大气环境问题和相应的空气监测网络缺陷：
(1)福建省地形地貌复杂，空气资源和大气环境容量分
布极不均匀，内陆山区局地空气资源匮乏、污染严重：
(2)福建省大部仍处于全国的较重酸雨区域．酸雨频率
高，酸雨污染比较严重，不仅外来源的贡献较大．且跨区域协
调控制难度大，存在潜在的生态环境风险：
(3)福建省局部地区尤其是沿海城市群的NO，浓度已达
较高水平，0，和PM2．5等复合污染已在一定程度上显现：
(4)现有的空气质量监测网络是针对个体的、小范围的
城区设立的．已不能适应区域性的大气环境质量评价需要．
空间代表性不足．监测结果存在较大误差；
(5)现有的空气质量监测网络是以大气中3项主要污染
物(可吸人颗粒物、二氧化硫、二氧化氮)为监测因子设立的，
已不能适应区域性城市群的复合污染表征需求．功能代表性
不足：
(6)现有的空气质量监测网络设立或优化主要是采用历
史数据法和网格实测法做为主要的技术手段．与目前先进的
空气质量模型预测法相比．不论在空间、时间还是多污染物
复合演变等方面均存在较大缺陷。
4优化空气质量监测网络
伴随着我国区域经济的快速发展．“区域经济一体化”进
程的加快，大气环境问题也呈现出“区域污染一体化、复合
化”的态势。因此．为了准确地、及时地反映区域的大气复合
污染特征．急需对现有的空气质量监测网络进行“一体化、复
合化”的优化调整．强化区域联合监测．整合区域内现有的各
城市的大气监测体系．从区域或城市群的层面优化区域监测
布点．同时增加部分区域性的大气环境监测网络．构建出一
个区域一体化的大气复合污染监测网络体系。
利用空气质量模型Models一3／CMAQ模拟基于网格的常
规污染物(二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物)和区域复合
污染特征污染物(臭氧、PM2．5以及VOCs)为基础．计算多污
染物的综合评价浓度，以成本、地形地势、行政区域、人口布
局、交通路网和空间覆盖率等限制因素为约束条件．建立区
域监测网络优化布点模型．并通过优化求解．同时与现有的
空气质量监测点位进行最优化或最小误差化定量评估．在满
足《环境空气质量监测规范(试行)》的网络监测点位误差要
求情况下．确定区域空气质量监测网络各个监测点位的优化
布局。
5 结论
本研究通过对福建省近年来的空气环境质量状况的分
析，以及对区域大气污染的特征及变化趋势的研究．发现现
有的空气质量监测网点位设置存在诸多不适应的状况．应采
用空气质量模型对研究区域大气污染变化进行“一体化、复
合化”的模拟，计算大气中多污染物的综合评价浓度．提出科
学的监测网络优化方案．建立能准确反映大气复合污染特征
的动态的区域空气质量监测网络布局。
参考文献
1 王奇，胡晓路．张远航．关于区域大气环境保护一体化的思考．环境
保护，2010(9)
2刘潘炜，郑君瑜，李志成。等．区域空气质量监测网络优化布点方法
研究．中国环境科学，2010(7)
3王敬贤，李松炳．张文漫．省级尺度大气环境监测优化布点研究．中
国环境监测，2001，17(1)
首个国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室在西安成立
该实验室主要研究方向是煤热解技术、热解焦清洁应用
技术、煤化工技术、煤基新材料技术、环保与节能技术等。它
2013．NO．5
的成立有望快速提升我国煤炭清洁利用产业的自主创新和
国际竞争实力。

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