2020年抗疫管控期荆州空气质量特征分析.pdf
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1、第42 卷第4期2023年8 月大气环境四川环境SICHUAN ENVIRONMENTVol.42,No.4August 2023D0I:10.14034/ki.schj.2023.04.0132020年抗疫管控期荆州空气质量特征分析贺程程,赵卓勋”,孙必云,刘皖,丁青青?(1.荆州市气象局,湖北荆州4340 2 0;2.湖北省环境监测中心站,武汉430 0 7 2)摘要:为探讨抗疫封城对荆州空气质量的影响,基于2 0 18 2 0 2 0 年1 3月空气质量监测和气象要素资料,采用同比、环比分析法,对2 0 2 0 年抗疫封城管控期荆州空气质量指数AQI、污染物浓度的变化特征进行分析。结果表
2、明:2 0 2 0 年抗疫管控期同比前两年,PM1o浓度比PM2.5减少更多,O,升高,SO,和NO2降低,CO前低后高;日照时数长,曝辐量总辐射强是抗疫管控期O,浓度升高的主要原因。抗疫管控对NO2浓度影响最明显,对AQI,PM 1o、PM 2.5、O 3、SO 2浓度影响较明显,对CO影响不明显。2 0 2 0 年2 月空气质量同比明显提升是有利气象条件、减排及抗疫双重管控的综合效果;环比提升,不是气象条件有利,而是减排和抗疫管控叠加的效果。关键词:抗疫管控;空气质量;污染物浓度;同比;环比中图分类号:X51HE Cheng-cheng,ZHAO Zhuo-xun,SUN Bi-yun,L
3、IU Xiao,DING Qing-qing(1.Jingzhou Meteorological Bureau,Jingzhou,Hubei 434020,China;2.Hubei Enwironment Monitoring Center,Wuhan 430072,China)Abstract:In order to explore the impact of anti-epidemic lockdown on air quality in Jingzhou,based on the data of air qualitymonitoring and meteorological elem
4、ents in Jingzhou from January to March 2018 to 2020,the change characteristics of air qualityindex and pollutant concentration are analyzed by year-on-year and month-on-month analysis methods during the anti-epidemiclockdown control period in 2020.The results showed that during the anti-epidemic con
5、trol period in 2020,compared with thesame period of the previous two years,the concentration of PMio decreased more than that of PM2.5,the concentration of O,increased,SO,and NO,decreased,and CO decreased before and then increased.The long sunshine duration and strong totalradiationexposure were the
6、 main reasons for the increase of O,concentration during the epidemic control period.The anti-epidemiccontrol had the most obvious impact on the concentration of NO,in Jingzhou,and was obvious impact on AQI,PMio,PM2.5,Oand SO2,and the impact on CO was not obvious.The year-on-year air quality in Febr
7、uary 2020 was significantly improved,which was a comprehensive effect of favorable meteorological conditions and dual control of emission reduction and anti-epidemiccontrol.The month-on-month air quality was improved,which was not due to the meteorological conditions,but the superpositioneffect of e
8、mission reduction and anti-epidemic control.Keywords:Anti-epidemic control;air quality;pollutant concentration;year-on-year;month-on-month文献标识码:AAnalysis of Air Quality Characteristics During thePeriod of Anti-Epidemic Control in Jingzhou in 2020文章编号:10 0 1-36 44(2 0 2 3)0 4-0 0 8 1-0 8引言环境空气质量的优劣是由
9、污染源、气象条件和地理条件共同作用形成的。其中,污染源排放在一定时间内相对稳定,在排放稳定或没有排放的情况收稿日期:2 0 2 2-0 5-2 0基金项目:湖北省气象局重点项目(2 0 19Z03);湖北省气象局市县专项(2 0 2 0 U06)。作者简介:贺程程(197 1),女,湖北荆州人,1995年毕业于成都气象学院气象系天气动力专业,高级工程师,主要从事天气预报、环境气象服务工作。82下,气象条件是环境空气质量的决定因素。随着国民经济快速增长,城市化、工业化加快,能源消耗增多,汽车尾气、废弃物和燃油燃煤燃烧排放等造成污染物的增加,环境空气质量问题日益凸显。很多学者对空气质量的时空特征
10、1-2 、气象因子对空气质量的影响 3-4、重污染天气过程 5-6 、重污染天气特征 7-8 、气象因子对重污染天气的影响 9-10 、大气污染源的解析 1-12 、重污染天气的预报模型 13 等方面进行了广泛而深人研究。刘兆东 14 研究指出PM2.5浓度与环境湿度是导致低能见度的最关键因素;秦卓凡 15 分析指出影响汾渭平原冬季PM2.5和夏季MDA8-O,浓度的最主要气象要素是2 m高度气温,其次是2 m相对湿度;杨婧 16 研究得到银川臭氧浓度与气温呈正相关,与相对湿度呈负相关。2 0 2 0 年春节新冠疫情爆发后,冯海英 17 等分析了疫情防控措施对乌鲁木齐大气颗粒物浓度及分布的影响
11、;查书平 18 探讨了疫情期间城市居民生活活动水平下降对环境空气质量的影响程度;赵金环 19 分析了我国疫情爆发期的NO,空间分布情况;朱媛媛 2 0 评估了疫情期间污染减排成效。以上专家对疫情期间的部分污染物变化特征进行了分析,而对抗疫期间6 种主要污染物变化特征的分析尚少。本文将2 0 2 0 年2 月1日3月15日湖北全域封城称为抗疫封城管控期,采用同比、环比分析的方法,对抗疫管控期荆州空气质量、首要污染物及主要污染物浓度变化特征进行分析,探讨地面气象要素对荆州抗疫封城期间空气质量变化的影响,以期为荆州空气质量预报提供一定的参考,为大气污染治理管控提供科学的决策依据。1材料与方法1.1研
12、究区概况荆州位于湖北省中南部,长江中游两岸,江汉平原腹地。2 0 2 0 年春节前后武汉新型冠状病毒爆发,武汉周边城市相继沦陷,荆州成为重灾区。为控制疫情蔓延,1月2 3日10 时武汉市开始关闭离汉通道,随后整个湖北封城禁足,全国多地封城。3月15日后湖北地市州相继解封,4月8 日零时武汉正式解除离汉通道管控,这一时期的空气质量和天气特征,为常态化的大气污染防治研究提供了特别的背景场。1.2数据来源空气质量数据来源于荆州市生态环境局提供的四川环境20182 0 2 0 年13月逐日空气质量监测资料,包括空气质量指数AQI、首要污染物、主要污染物浓度。气象数据来源于荆州国家基本气象观测站经过质量
13、控制的同期逐日相对湿度、风、气温、日照和降水量等资料。1.3研究方法采用数理统计的方法,环比分析荆州抗疫封城管控前后空气质量变化特征,同比分析荆州抗疫管控期2 0 18 2 0 2 0 年1 3月空气质量变化特征。同比是与历史同期相比较。同比=E疫情期E同比期,同比100%。环比是本期统计数据与上期比较,即与紧紧相邻的统计周期相比。E拉情圳-E环比血8环比=E疫情期一 E环比期,环比E环比明100%。其中,为变化量,为变化率,E疫情期、E同比期、E环比期分别为疫情期、同比期和环比期的相关数据。2结果与分析2.1抗疫管控期空气质量与首要污染物特征2.1.1空气质量等级近3年同比20182020年
14、2 月1日 3 月15日荆州空气质量等级日数如图1,抗疫管控对应期空气质量20182020年优良天数分别为2 7、31、40 d,优良率分别为6 2.8%,7 2.1%,90.9%,2 0 2 0 年抗疫管控期优良率同比增加2 8.1%、18.8%,达标率最高。各等级分别为:轻度污染13、10、4d,中度污染3、1、0 d,仅2 0 19 年有1天重度污染,3530251050优良轻度中度重度严重污染污染污染污染图12 0 18 2 0 2 0 年2 月1日 3月15日荆州空气质量等级日数Fig.1 Days of air quality grade in Jingzhou fromFebru
15、ary 1st to March 15th,2018 202042卷E疫情期 E同比划E同比期2018年-2 0 19 年2 0 2 0 年4期各年均无严重污染,这与近几年我国发布和实施“大气污染防治行动计划”“打赢蓝天保卫战三年行动计划”等政策管控有很大的关系。抗疫管控期间,全域企业基本停工停产,交通停运,本地、外地污染源降到极至是2 0 2 0 年抗疫期空气质量优良率提高的根本原因,小到中雨及以上的雨日多、雨强大,风速大,湿清除和扩散作用大是重要原因 2 1 。2.1.2AQI逐日变化同比研究时段荆州AQI逐日变化曲线(图2),2020年管控前期AQI值偏高,是荆州大气污染物的基础积淀和滞
16、留存在的缘故;随着全国上下封城,滞留污染物自身沉降及雨水的冲刷作用,污染物逐渐减少,荆州2 0 2 0 年AQI曲线稳居2 0 18、2019年之下,抗疫管控一周,荆州空气质量提升为优,12 天时AQI为35,达到阶段性最低;而后保持优良,AQI波动式上升,2 月2 5日为90,达阶段性最高;然后呈下降趋势,2 月2 8 日为2 5,达抗疫管控期最低,比2 0 18、2 0 19年的最低值45少2 0;最大值12 9,比2 0 18、2 0 19年最大值16 2、216分别少33、8 7。2 0 2 0 年荆州空气质量改善,抗疫管控背景极大地限制了污染物的排放是根本原因,过程性小到中雨以上降水
17、等有利气象条件是主要原因。250一2 0 18 年AQI2019年AQI2020年AQI2001501OV1005002/1图2 2 0 18 2 0 2 0 年2 月1日 3月15日荆州逐日AQI变化曲线Fig.2 Daily change curve of AQI in Jingzhou fromFebruary 1st to March 15th,2018-2020.2.1.3首要污染物特征研究时段荆州首要污染物为PM2.5、PM i o、O 3、NO2,首要污染物浓度2 0 2 0 年同比前两年降低(图3),PM1o和NO浓度降低更明显,PMio浓度逐年降低,PM2.5和O浓度比前两年
18、低,NO2仅在2018年出现。2 0 2 0 年管控期4种首要污染物浓度同比均降低,是抗疫管控使PM2.5、PM i o、NO,浓贺程程等:2 0 2 0 年抗疫管控期荆州空气质量特征分析12%65%09%62962962/82/152/22日期(月/日)83度降低,汽车尾气、石油化工等排放的氮氧化物(NO x)减少,形成的二次污染物O;也减少的缘故。140r120100806040200PM2.5图32 0 18 2 0 2 0 年2 月1日 3月15日荆州首要污染物浓度Fig.3Concentration of primary pollutants in Jingzhou fromFebr
19、uary 1st to March 15th,2018-2020研究时段荆州首要污染物出现天数占比(总污染物日数将无首要污染物的优日除外)如图4,PM2.5出现最多,其次是PMio,再次是O3,NO 2 最少占比2%,只2 0 18 年出现。PM2.5日数2 0 2 0 年比2019年增加,比2 0 18 年减少;PMio日数2 0 2 0 年同比前两年减少,比2 0 19年减少更明显,这与抗疫管控期交通运输、建筑扬尘等人类活动明显减少有关。研究期内NO,日数减少的同时,首要污染物0 日数逐年增多,3年分别为1、2、3d,2 0 2 0年首要污染物0 3日数占比增多更明显,是因为PM2.5、P
20、M o 和NO2浓度下降的多,O浓度下降的少(图3),其浓度相对其他首要污染物是上升的,0,成为首要污染的天数相应就增加了。2/293/72018年浓度2 0 19 年浓度2 0 2 0 年浓度PM1o0%3/1428%6896639%659%6PM2.5PMioO,NO2(内环:2 0 18 年,中环:2 0 19年,外环:2 0 2 0 年)图42 0 18 2 0 2 0 年2 月1日3月15日荆州首要污染物日数占比Fig.4Proportion of polluted days with different primarypollutants in Jingzhou from Febr
21、uary 1st toMarch 15th,2018 20202020年荆州抗疫管控期首要污染物为PM2.5、0;2390329%6NO284PMio、O 3、NO 2,浓度均减小,PMio比PM2.5减少更多;首要污染物日数PM2.5PM1o0,NO 2,PM1o日数减少,O,日数增加。2.2主要污染物浓度变化特征2.2.1颗粒污染物图5给出研究时段颗粒污染物浓度逐日变化,由图5(a)可得,2 0 18 2 0 2 0 年PM2.5浓度高于75gm 分别为12、12、4d,高于150 g/m分别为0、1、0 d,且2 0 2 0 年绝大部分低于2 0 18、2019年。由图5(b)可得,超过
22、150 g/m分别为11、3、0 d,超过2 0 0 g/m高值分别为3、1、0d,且2 0 2 0 年PMio浓度曲线低于2 0 18、2 0 19年。表明封城使荆州PM2.5、PM 1o 浓度明显降低。由图5(c)可得,PM2.5/PMio曲线2 0 2 0 年大部分居于2 0 18、2 0 19年之上,2 0 2 0 年PM2.5/PMlo均值同比增加0.0 4,增加率9.7%,PM2.s/PMlo值180160(a/pml)Nd88402002/1Fig.5 Daily variation of particulate pollutant concentration from Febr
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