第41卷第12期2016年12月环境科学与管理ENVIＲONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.41No.12Dec．2016

收稿日期：2016－06－22作者简介：蔡敏（1990－），女，硕士，主要从事环境监测工作。

文章编号：1674－6139（2016）12－0130－072013－2015年十堰市环境空气质量变化趋势分析研究

蔡敏1，王莹2，金安1，李朝1，吴双2，刘刚1（1．湖北省十堰市环境保护监测站，湖北十堰442000；2．湖北省十堰市环境保护局，湖北十堰442000）摘要：利用十堰市空气自动监测站的监测数据，采用综合指数、空气质量指数（AQI）和Spearman秩相关系数法等评价方法，研究十堰市2013年－2015年环境空气质量变化情况及其影响因素，为城市的大气污染防治提供治理思路。结果表明：2013年－2015年十堰市城区空气质量逐年好转，除PM10和PM2．5外，其他因子均达标，污染物贡献比例中，PM10和PM2．5污染负荷占比超过50%，为主要污染物；十堰市城区空气质量整体呈夏季较好，冬季较差的趋势；全市中开发区铁二处空气质量较好，张湾区刘家沟空气质量较差；结合自然因素和人为因素，综合分析空气质量的变化情况，通过调整能源结构、减少污染源排放和使用清洁能源等多项措施，并注意季节特征和加强预警预报工作，进而改善空气质量。关键词：环境空气质量；综合指数；气象因素；Spearman秩相关系数法中图分类号：X51文献标志码：A

TheAnalysisoftheVariationTrendofAirQualityinShiyanduring2013to2015CaiMin1，WangYing2，JinAn1，LiChao1，WuShuang2，LiuGang1（1．EnvironmentalMonitoringStationofShiyan，Shiyan442000，China；2．ShiYanEnvironmentalProtectionBureau，Shiyan442000，China）Abstract：TheenvironmentalmonitoringdataofairpollutantsinShiYanfrom2013to2015wereevaluatedbyairqualitycom-prehensiveindex，airqualityindex（AQI）andSpearmanrankcorrelationcoefficienttostudythevariationtrendandinfluencefac-torofairquality．ThenprovidedsomeideaofairpollutioncontrolfortheCities．Ｒesultsshowedthat：（1）Thevalueofcompre-hensivepollutionindexdecreasedyearbyyear，indicatingtheairqualitywasimproved．ExceptPM10andPM2．5，theothersa-

chievedthesecondarystandard．PM10andPM2．5wereprimarypollutants．Thechangeofenvironmentalairqualitywasthemostse-riouspollutioninwinterandthelightestinsummer．TheambientairqualityinstationsfrompoortogoodwasLiuJiagou，BingHexincunandTieErchu．Combiningwithnaturalfactorsandhumanfactors，comprehensiveanalysisthechangesinairquality，toimprovethequalityoftheenvironmentthroughadoptinganumberofenvironmentalprotectionpoliciessuchasadjustingtheenergystructure，controlemissionsandusingcleanenergy，whichplayedacrucialroleinimprovingtheairquality，attentionseasonalcharacteristicsandstrengtheningearlywarningandforecastingwork．Keywords：ambientairquality；thecomprehensiveindexmethod；meteorologicalelement；Spearmanrankcorrelationcoefficient

2015年8月29日，《中华人民共和国大气污染

防治法》的修订，明确了新时期大气污染防治工作的重点。环保部陈吉宁部长在2016年全国环境保护工作会议上的讲话———《以改善环境质量为核心全力打好补齐环保短板攻坚战》中明确提出“十三

五”时期五个环境质量指标要有明显改善，其中就有三个为大气指标，即地级及以上城市PM2．5浓度下降比例、地级及以上城市空气质量优良天数比例和重点地区重污染天数减少。随着中国城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，由人类活动产生的各类污染物明显增多，空气质量问题日益突出，越来越受到政府和公众的广泛关注，众多学者针对城市空气质量问题开展了广泛的研究和探讨［1－4］。

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十堰市位于湖北省西北部，属亚热带季风气候，与鄂、豫、陕、渝四省市交界，南望神农架，西依大巴山，北屏古秦岭，三千里汉江自西向东横贯全境，直入南水北调中线工程———丹江口水库，地理区位十分特殊，山地面积占93%，素有“九山半水半分田”之称，喇叭状的地形地貌导致当地气候复杂多样。因此研究十堰市环境空气质量状况，为城市的大气治理提供思路，同时为地方管理部门开展大气污染防治工作提供技术支撑。本文重点对2013年－2015年十堰市的环境空气质量变化及其影响因素

进行深入分析，探索空气质量变化与气象因子变化的关系，并对下一步改善环境空气质量提出了意见与建议。

1研究方法

1．1数据来源

十堰市城区的三个空气自动监测站点及武当山站点均为国控点，具备《环境空气质量标准》（GB3095－2012）要求的监测能力，其中城区的三个站点

参与十堰市环境空气质量评价。十堰城区3个空气自动监测站点分别位于茅箭区滨河新村、张湾区刘家沟和开发区铁二处，执行《环境空气质量标准》（GB3095－2012）二级标准；武当山风景区站点作

为城市对照点，执行《环境空气质量标准》（GB3095－2012）一级标准。其中滨河新村地处闹市，属于

商混区，有较大的车流量；刘家沟站点位于集中供暖区，距城区两家大型电厂较近；铁二处站点位于工业园区，附近有较大的建设项目（机场）工地，具体位置及周边主要污染源分布见图1。图1十堰城区及武当山空气监测点位示意图及周边主要污染源分布图1．2评价及分析方法通过空气质量指数（AirQualityIndex，简称AQI）定量描述空气质量状况，将其分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染。环境空气质量综合评价采用环境空气质量综合指数法，用综合指数P值反应空气污染的年际变化情况，用污染负荷系数表征主要污染物对环境空气整体污染水平的贡献率。综合指数［5］计算公式：P=∑ni=1Pi（1）Pi=CiSi（2）Fi=PiP（3）式中，P为空气质量综合指数，Pi为第i项污染物的单项指数，Fi为第i项污染物对空气质量综合指数的贡献率即污染负荷，n为项目数，Ci为第i项污染物浓度的年/月均值，Si为第i项空气污染物的环境质量标准限值。借助SPSS22.0软件采用相关分析方法（Spearman秩相关系数）分别探究各监测因子与AQI、气象要素之间的相关性情况。Spearman秩相关系数能有效克服Pearson只适合描述线性相关关系的缺点，能够提供不同变量在线性相关或非线性相关下的共同变化趋势。Spearman秩相关系数在对总体分布不明确和总体信息缺乏的情况下能可靠的获得结论［6］，计算公式如下：

rs=1－6∑ni=1（xi－yi）[]2N3[]－N（4）

式中rs为秩相关系数，N为时间周期数，xi为变量从小到大排列的序数，yi为变量按时间顺序排列的序数。rs值的正、负分布表示变量的增长或下降，其绝对值的大小表示变化的强度。将rs与Spearman秩相关系数统计表中的临界值（Wp）进行比较，如果当|rs|＞Wp时，说明变化趋势有显著意义［5］。

2空气质量状况分析

2．1空气质量年变化趋势

如表1所示，除PM2．5和PM10外，近三年十堰市城区SO2年均浓度、NO2年均浓度、CO日均值第95·131·第41卷第12期2016年12月蔡敏等·2013－2015年十堰市环境空气质量变化趋势分析研究Vol.41No.12Dec．2016

百分位数和O3日最大8小时滑动平均值第90百分位数浓度均达到国家环境空气质量二级标准。SO2、NO2和PM2．5年均浓度呈逐年下降趋势，O3浓度有逐年上升趋势，PM10先上升后下降。采用综合指数P值评价近三年十堰城区空气质量，综合指数P值从2013年6.20降至2015年5.22，表明城区空气环境质量逐年好转。和2013年相比，2015年SO2、NO2、PM10和PM2．5

年均浓度均有不同程度的降低，但PM10和PM2．5年

均浓度仍分别超标28.6%和60.0%。表12013年－2015年十堰市城区环境空气质量监测结果

年份Ci/ug/m3，CO：mg/m3

SO2NO2CO日均值第95百分位数O3日最大8小时滑动平均值第90百分位数PM10PM2．5

综合指数P值

201339401．98594776．20201436361．210898665．76201529281．811290565．22二级标准604041607035—

2．2污染物贡献比例如表2所示近三年各污染因子对环境空气质量贡献率及首要污染物出现的天数进行统计，结果显示：按污染负荷Fi占比大小排序，排在前三位的因子均为PM2．5、PM10、NO2，且PM10和PM2．5两项因子每年污染负荷贡献率均超过50%，为主要污染因子；PM2．5、SO2和NO2污染负荷占比有逐年下降趋

势，PM10、O3－8污染负荷占比有逐年上升趋势。