重庆市荣昌区大气污染防治网格化监测系统建设研究

郑荣周，王秋娟，唐 韬

（重庆市荣昌区生态环境监测站，重庆 402460）

近年来，随着工业产业的快速发展，一氧化碳、二氧化硫、VOCs、颗粒物等有毒有害物质在生产过程中被大量排放，导致雾霾、臭氧超标等大气污染日渐加剧[1-2]。同时，大气污染排放情况复杂多变，缺乏完整的动态污染源排放清单[3]，导致大气环境质量问题日益突出，而传统监测由于无法实现全覆盖实时监控，环境空气局部污染及污染细节的监测方面难以达到精细化管理的需求[4]，给人们的生存和社会的发展带来了巨大影响，严重制约着我国经济社会的发展。因此，改善环境问题已成为最大的民生问题[5]，一种对大气环境空气质量能实时监控，覆盖面广且能够实现精细化监测、快速提供精准监测数据的监测方法，已成为环境保护部门进行环境管理的迫切需求。

本文围绕大气污染防治网格化监测系统开展专题研究，基于空间相关分析法、法规模式法、等浓度线法、系统选择法等[6]空气质量监测网络的设计方法研究布设监测点位，实现对监测区域的全覆盖精准监控，消灭监测盲区，实时监控辖区内环境污染分布状况及空气质量变化趋势，促进政府精细分析大气污染物质浓度时空分布、精准定位污染区域、科学开展大气污染防治工作提供技术支撑，以期为其他省市开展空气质量监测网络建设工作提供参考。

1 研究区域概况

荣昌区地处川、渝、黔“西三角”，“成渝经济区”腹心地带，距重庆主城区90公里，距成都240公里，境内成渝铁路、成渝公路（S108）、成渝高速公路（G85）横贯东西。成渝高铁经停并设荣昌北站，周边有“三大机场”“三大港口”，是重庆的西大门。荣昌区环境空气质量较差，优良天数在全市各区县中排名靠后，在2017年被重庆市环境监察办在《关于挂牌督办7个环境问题的通知》（渝环监察〔2017〕2号）中列为挂牌督办案件之一。

2 大气污染防治网格化监测系统设计

2.1 监测点位布设

荣昌区的微型空气自动监测站以镇、街道、社区和重点区域等为基础进行布设，监测点位的布设综合考虑其代表性、可比性和整体性，具有前瞻性和稳定性，同时满足监测设备运行的要求。点位布设具体见图1。

图1 荣昌区网格化微型站点位分布图

2.2 监测项目及分析方法

本文所涉及网格化监测，监测项目主要为可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）。具体分析方法及分析原理见表1。

表1 各项污染物分析方法

3 监测结果分析

荣昌区大气污染防治网格化监测系统建设投入运行后，从2017年12月7日～2018年6月30日，总共获取6参数小时数据657287条。本文以2018年1月-6月的月均值进行统计分析。

3.1 可吸入颗粒物（PM10）空间分布

可吸入颗粒物是环境空气质量的主要污染指标。有研究表明，大气颗粒物会对心血管疾病、呼吸系统疾病等产生影响。近年来，以可吸入颗粒物和细颗粒物为特征污染物的灰霾污染问题频繁出现，荣昌区环境空气污染也表现为可吸入颗粒物和细颗粒物污染。同时依据荣昌区生态环境监测站降雨监测数据，荣昌城区春季及冬季降雨量较少，空气相对干燥，气象因素也是客观上造成环境空气中颗粒物污染严重的原因。由监测数据可见，荣昌区可吸入颗粒物半年的平均浓度为81 μg/m3，浓度高于《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准所规定的70 μg/m3（年平均浓度），主要表现为从城区向周边乡镇逐步增加的趋势。浓度最大值出现在安富街道垭口村点位，其次为安富街道黄葛坪点位和峰高街道东湖天街接待中心点位。经查勘，安富街道垭口村和黄葛坪点位为同一方向带，附近有陶器厂和塑料颗粒厂，生产原料的裸露存放、生产过程中的无组织排放及不完备的防尘工艺也是造成颗粒物污染严重的一个原因。峰高街道东湖天街为一未完工的建筑工地，已停工几年，裸露的施工场地在风向的作用下，对城区的可吸入颗粒物污染作出了一定的“贡献”。具体见图2。

图2 可吸入颗粒物（PM10）空间分布图

3.2 细颗粒物（PM2.5）的空间分布

荣昌区细颗粒物（P M2.5）上半年的平均浓度为63.8 μg/ m3，浓度高于《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准所规定的35 μg/m3（年平均浓度），在峰高街道、昌元街道、安富街道、广顺街道片区分布浓度较高，其他区域浓度相对较低，主要因为峰高街道、昌元街道、安富街道属于荣昌较大的镇街，交通比较便利，汽车保有量较大，汽车尾气的排放对细颗粒物的贡献量较大。同时广顺街道属荣昌较早的矿产区，目前大部分矿区虽已停止生产，但后续的土壤修复、矿区植被复绿、城区马路改造等还未完善，故呈现出该片区细颗粒物浓度较高。最高区域为安富街道、昌元街道片区，最低区域为昌州街道区域。昌元街道为荣昌的商业聚集区，车流量大，餐饮服务行业发达，考虑汽车尾气、餐饮油烟对PM2.5的贡献较大；峰高街道、安富街道、广顺街道为成渝公路沿线，车流量大，板桥工业园区、广富工业园区贯穿东西，汽车尾气和工业企业的污染物排放使PM2.5居高不下。具体见图3。

图3 细颗粒物（PM2.5）空间分布图

3.3 二氧化硫空间分布

大气中过量的二氧化硫会直接刺激人类的支气管，同时会在大气中形成硫酸雾，导致酸雨的产生，从而对人体和环境造成二次伤害。监测结果显示荣昌区二氧化硫的上半年平均浓度为20.1 μg/m3，空间分布规律为从城区向板桥工业园区、安富街道逐步增加的趋势。分布最高的区域是板桥工业园区，其次是安富街道，分布最低的区域是峰高街道，主要是因为板桥工业园区为荣昌区工业聚集区，且荣昌区电镀工业园也位于该区域，部分电镀酸化工业无组织排放废气，同时由于该区域距双桥经开区较近，重庆双乾轮胎的外围区域输入也是造成荣昌区二氧化硫含量增高的一个原因。具体分布见图4。

图4 二氧化硫空间分布图

根据荣昌区生态环境监测站监测数据显示，2018年，荣昌区酸雨为38.3%，对酸雨类型进行分析，硫酸根/硝酸根当量比为10.01，故荣昌酸雨属硫酸型/燃煤型酸雨，为二氧化硫致酸型。降水中起致酸作用的阴离子含量为：硫酸根＞硝酸根，说明硫氧化物是荣昌区降雨酸化的主要因素。

3.4 二氧化氮空间分布

荣昌区二氧化氮的上半年平均浓度为28.0 μg/m3，空间分布规律为从城区往杜家坝、广顺街道浓度增大的趋势。浓度最高区域为杜家坝，其次是广顺街道。据查勘，杜家坝的重庆市建新发电有限责任公司、重庆昌元化工集团有限公司以及广顺街道的重庆永荣矿业有限公司发电厂为我区的废气排放大户，同时这几个企业未完成锅炉煤改气及低氮燃烧工艺改造，也是造成该区域二氧化氮含量较高的原因。具体见图5。

图5 二氧化氮空间分布图

3.5 一氧化碳空间分布

荣昌区一氧化碳的上半年平均浓度为1.3 μg/m3，空间分布规律呈现两极分化的趋势，从城区往杜家坝、板桥工业园区逐步增加，但整个荣昌区的一氧化碳浓度都比较低，被污染的可能性不大。具体见图6。

图6 一氧化碳空间分布图

3.6 臭氧的空间分布

荣昌区臭氧的上半年平均浓度为65.8 μg/m3，臭氧八小时最大浓度的上半年平均浓度为145.4 μg/m3，空间分布基本一致，均呈现从荣隆镇往板桥工业园区、广顺街道、安福街道逐步增加的趋势。臭氧浓度较大的区域基本上在板桥工业园区和广富工业园区。具体见图7、图8。

图7 臭氧空间分布图

图8 臭氧八小时最大浓度分布

4 结论

（1）荣昌区的二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳基本上为优，被污染的可能性较小；可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧为荣昌区环境空气的主要污染物，半年平均值几乎达到轻度污染的程度，空气质量呈现恶化趋势。

（2）网格化监测系统上线运行后，对荣昌区的大气污染防治工作发挥了重要作用。精确到镇街的监测数据可以精准定位高污染区域，配合网格监督员巡查、摸排，可以准确找到超标排放污染源，特别是一些不在监控体系内的散烧点、小锅炉、露天烧烤、临时施工等污染排放，对于空气质量精细化管理有重要的推动作用。

（3）网格化监测点位提供了空气质量监测的大数据源。结合当地的风向、风速、气温等气象数据，在宏观上可对辖区内的污染输送以及污染成因分析提供数据支撑。但每个网格化监测点位未考虑气象五参数的监测，在微观上不能对单个污染源的污染输送及污染成因进行分析，需要人为对该污染区域进行全面排查。

（4）网格化监测系统建设完成后，后期运维费用过于庞大，以荣昌区为例，一年的运维费用就要上百万，对于地方财政的压力很大。