大气污染作为我国的主要环境污染因素之一，其对人体健康尤其是呼吸系统和心血管疾病有着显著的影响^[1]。不同国家或地区的大气污染特征与当地能源消费结构密切相关。随着雾霾逐渐成为全球现象，大气污染问题越来越成为国际社会关注的焦点环境问题。2016年第二届联合国环境大会的报告指出，环境恶化可以导致人们过早死亡，全球1/4的死亡人数与环境污染有关，每年世界各地由于空气污染引起的死亡人数达到700万人，大气污染已成为全球范围内对人类健康威胁最大的环境问题，采取行动改善大气质量迫在眉睫^[2]。近年来我国多次爆发大面积雾霾事件，引起政府的高度重视和社会的密切关注。国内外学者进行的大量研究也显示，大气污染造成的经济损失数额庞大^[3-8]。

为了解2014-2017年济宁市空气质量状况及主要大气污染物浓度的变化趋势，我们对逐日大气污染物数据进行分析，为城市大气污染治理和进一步研究大气污染对人群健康的影响提供依据。

济宁市位于山东省西南部，面积1.1万平方公里，矿产资源丰富，是山东省重要的煤炭能源基地和农副产品生产基地。2017年地区国民生产总值4650.6亿元，常住人口835万人，人口密度759人/平方公里。

通过中华人民共和国环境保护部环境空气质量实时发布系统，收集济宁市2014年1月1日-2017年12月31日大气污染物数据，包括每日PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂及CO的24h平均浓度，O3日最大8h平均浓度及空气质量指数(air quality index，AQI)。

根据我国《环境空气质量标准》(GB3095-2012)^[9]中的二类区域浓度限值，对各大气污染物浓度进行评价。

参照《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-2012A)^[10]，计算济宁市2014年1月-2017年12月逐月空气质量综合指数(air quality composite index，C_AQI)。以每月PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂ 24h平均浓度的均值，CO 24h平均浓度的第95百分位浓度，O₃日最大8h平均浓度的第90百分位浓度，计算每月各污染物对应的空气质量分指数(individual air quality index，IAQI)，以最大IAQI为当月C_AQI，IAQI最大的污染物为当月首要污染物。

采用Excel 2016建立济宁市大气污染物逐日数据库，SPSS19.0完成所有资料的整理分析。

结果显示，2014-2017年济宁市AQI以良为主，共665d(45.5%)；其次为轻度污染，495d(33.9%)。2014-2017年每年空气质量优良的天数依次为120d、163d、206d和212d。详见表 1。

表 1

表 1 2014-2017年济宁市不同空气质量指数类别分布(d/%) 年份 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 合计 2014 3/0.8 117/32.1 170/46.6 44/12.1 22/6.0 9/2.5 365 2015 9/2.5 154/42.2 131/35.9 41/11.2 29/7.9 1/0.3 365 2016 13/3.6 193/52.7 98/26.8 41/11.2 15/4.1 6/1.6 366 2017 11/3.0 201/55.1 96/26.3 45/12.3 10/2.7 2/0.5 365 合计 36/2.5 665/45.5 495/33.9 171/11.7 76/5.2 18/1.2 1461

表 1 2014-2017年济宁市不同空气质量指数类别分布(d/%)

2014-2017年济宁市月C_AQI范围为67~202，首要污染物主要为PM_2.5和O₃。冬季的首要污染物为PM_2.5，对应C_AQI以1月和12月最高；夏季首要污染物为O₃，以6月份最高。详见表 2。

表 2

表 2 2014-2017年济宁市空气质量综合指数及首要污染物月份分布 月份 2014年 2015年 2016年 2017年 CAQI 首要污染物 CAQI 首要污染物 CAQI 首要污染物 CAQI 首要污染物 1 202 PM2.5 136 PM2.5 196 PM2.5 126 PM2.5 2 145 PM2.5 114 PM2.5 127 PM2.5 107 PM2.5 3 123 PM2.5 103 PM10 96 PM2.5 82 O3 4 110 PM2.5 107 O3 104 O3 98 O3 5 137 O3 149 O3 120 O3 168 O3 6 166 O3 168 O3 135 O3 194 O3 7 141 O3 134 O3 121 O3 137 O3 8 134 O3 122 O3 104 O3 140 O3 9 106 O3 110 O3 124 O3 148 O3 10 107 O3 142 PM2.5 67 O3 88 O3 11 130 PM2.5 133 PM2.5 90 PM2.5 87 PM10 12 121 PM2.5 181 PM2.5 167 PM2.5 129 PM2.5

表 2 2014-2017年济宁市空气质量综合指数及首要污染物月份分布

2014-2017年，济宁市大气污染物除O₃外，PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO的年平均浓度基本呈逐年下降趋势。其中PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO₂的下降趋势呈线性或近似线性，其年降低率分别为13.5%、10.0%、28.2%和4.2%。CO浓度在2015年最高，后逐年下降，2015-2017年年平均降低率为9.6%。O₃浓度在2014-2016年亦呈现下降趋势；但2017年其年平均浓度较2016年升高14.8%。6种大气污染物年平均浓度变化趋势见图 1。

图 1

图 1 2014-2017年济宁市大气污染物年平均浓度变化趋势

济宁市大气污染物浓度呈现明显的季节变化趋势。其中，PM_2.5月平均浓度为31~152μg/m³，最高值出现在2014年1月，最低值出现在2017年6月；PM₁₀月平均浓度为63~260μg/m³，最高值出现在2014年1月，最低值出现在2016年8月；SO₂月平均浓度为15~132μg/m³，最高值出现在2014年1月，最低值出现在2017年7月；NO₂月平均浓度为19~66μg/m³，最高值出现在2015年12月，最低值出现在2016年7月；CO月平均浓度范围为0.8~1.9μg/m³，最高值出现在2017年1月，最低值出现在2016年7月、2017年5月和6月。PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO的月平均浓度均表现为冬季较高，夏季较低的趋势。O₃月平均浓度为32~201μg/m³，最高值出现在2017年6月，最低值出现在2015年12月，其具有冬季浓度低，夏季浓度较高的特点。见图 2。

图 2

图 2 济宁市2014-2017年大气污染物月平均浓度变化趋势图

济宁市位于山东省西南部，地貌以平原洼地为主，属于暖温带季风季候，四季分明，夏季多偏南风，冬季多偏北风。矿产资源尤其以煤储量最丰富，是全国重点开发的八大煤炭基地之一，亦是山东省六大工业城市之一。历年来，济宁市的大气污染问题较为严重，曾多次爆发雾霾事件，2012年国内城市空气污染指数排行榜中，济宁排第四位，空气污染程度仅次于乌鲁木齐、兰州和延安。近年来，济宁市政府采取系列措施推进大气污染综合治理，2016年8月31日第十六届人民代表大会通过了《济宁市大气污染防治条例》，是济宁市首部实体性环境保护地方法规；开发了济宁市空气质量预报和重污染应急管理评估系统，在乡镇和化工园区建立空气自动监测站126个；对全市49家煤矿安设防风抑尘网，关停污染严重的经营性储煤场和混凝土生产企业700余家；推广使用清洁煤，完成燃煤机组的超低排放改造和对燃煤小锅炉进行取缔或清洁能源改造等，空气质量不断提升，2017年大气环境质量改善居山东省第一位。

本文结果显示，2014-2017年济宁市空气质量优良的天数分别为120d、163d、206d和212d，“蓝天白云，繁星闪烁”天数逐年增加。冬季仍是济宁市空气质量最差的季节，2014-2017年济宁市有18d为空气质量严重污染，其中12d发生在1月和12月。PM_2.5是冬季的主要污染物，主要来源于煤炭燃烧，工业生产、机动车尾气和扬尘^[11]。济宁市主要大气污染物浓度均呈现明显的季节趋势，PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO以冬季浓度最高，春秋季次之，夏季浓度最低，主要与冬季采暖燃煤量增加，气温降低导致的汽车尾气排放增加，而地面逆温不利于大气污染物扩散有关。O₃是夏季的主要大气污染物，由空气中的氮氧化物和挥发性有机物在高温、光照条件下通过光化学反应生成。由于夏季气温较高，太阳辐射强，易导致O₃浓度较高。

近年来，济宁市主要大气污染物，除O₃外，均呈现逐年下降趋势。年降低率最高的是SO₂(28.2%), 有研究对全世界100多个大城市空气质量数据进行分析，显示SO₂在全世界均呈现下降趋势^[12-13]；我国自2000年以来，也采取一系列措施，如新建火力发电厂需安装烟气脱硫脱硝装置；增加洗煤降硫等，降低SO₂的大气排放，2005-2010年我国SO₂排放量降低14.29%^[14]。PM_2.5、PM₁₀和NO₂的年降低率分别为13.5%、10.0%和4.2%

综上所述，本文对2014-2017年济宁市主要大气污染物的变化趋势进行了分析, 结果显示济宁地区空气质量状况逐年好转。相关部门可根据大气污染物的季节分布特点，结合地区工业结构特点，制定合理有效的防治措施，守护蓝天白云。