摘要：根據(jù)蘭州市2016-2020年春節(jié)期間環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)、顆粒物組分等資料，分析研究了煙花爆竹燃放對蘭州市區(qū)空氣質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著各級政府煙花爆竹限放或禁放政策的實施和管理力度的加強，2016年以來蘭州市春節(jié)期間空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)呈逐年遞增的趨勢;空氣中PM25和SO2濃度逐年下降;煙花爆竹集中燃放期大氣中主要污染物濃度高于非燃放期;除夕顆粒物濃度爆發(fā)式上升，最大峰值均出現(xiàn)在初一凌晨;利用Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析，PM10、PM2.5的Rs<0，表明污染逐年下降;煙花爆竹的燃放導(dǎo)致了空氣中SO42-、NO3-濃度明顯增加。

　　關(guān)鍵詞：煙花爆竹;空氣質(zhì)量;春節(jié)期間;蘭州

　　0引言

　　燃放煙花爆竹是中華民族的傳統(tǒng)習(xí)俗，春節(jié)是中華民族最隆重的傳統(tǒng)佳節(jié)，燃放煙花爆竹作為農(nóng)歷新年辭舊迎新一項必不可少的活動。但是集中燃放煙花爆竹不僅易引發(fā)火災(zāi)，造成生命財產(chǎn)損失，還易帶來環(huán)境污染，從而危害廣大市民的身體健康[1]。近年來隨著“大氣污染防治行動計劃”的實施，大部分城市出臺了煙花爆竹限放或禁放規(guī)定，但春節(jié)期間燃放仍較為普遍，其中除夕之夜是最為集中的時段。煙花爆竹在短時間集中燃放會造成大氣中顆粒物及氣態(tài)污染物濃度的急劇上升，我國多城市春節(jié)期間均出現(xiàn)重污染天氣，許多學(xué)者對部分城市(如北京[2]、天津[3]、哈爾濱[4]、成都[5]等)進行分析研究，發(fā)現(xiàn)煙花爆竹集中燃放會使大氣中PM25及PM10濃度突升;部分地區(qū)研究結(jié)果顯示，大量燃放煙花爆竹對大氣巾SO2濃度影響較大[6]，但對大氣中O3和NO3濃度影響較小[7]。全國地級城市空氣自動站監(jiān)測結(jié)果顯示，2020年農(nóng)歷除夕至正月初一(以下簡稱除夕至初一)，337個地級城市中有61個城市空氣質(zhì)量達到重度及以上污染級別，與前一日相比增加19個城市;1月24日(除夕)19時-25日(正月初一)2時，337個城市PM2.5小時濃度快速升高;25日2時，337個城市PM2.5小時平均濃度為123μg/m3，超過PM2.5日均標(biāo)準(zhǔn)限值0.6倍，反映出燃放煙花爆竹對各地城市空氣質(zhì)量均產(chǎn)生較大的影響。

　　城市空氣的“春節(jié)效應(yīng)”加重了空氣污染，也對公眾的身體健康造成影響。蘭州市地處內(nèi)陸，群山環(huán)抱、黃河?xùn)|西穿流而過，平均海拔1500m，具有盆地城市的特征。目前，燃放煙花爆竹對蘭州市區(qū)空氣質(zhì)量影響研究較少，文章利用蘭州市區(qū)國控空氣自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)，對2016-2020年春節(jié)期間(除夕～初六)、煙花爆竹集中燃放期(除夕～初一)和非燃放期(正月初七后一周)空氣質(zhì)量進行分析，探討燃放煙花爆竹對空氣質(zhì)量的影響，以期為蘭州市煙花爆竹燃放政策的修訂及大氣污染控制措施的改進提供參考。

　　1監(jiān)測概況

　　蘭州市共布設(shè)4個國控空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站點，分別為城關(guān)區(qū)生物制品所(103.8412，36.0726)、城關(guān)區(qū)鐵路設(shè)計院(103.831，36.0464)、西固區(qū)蘭煉賓館(103.631，36.1031)、安寧區(qū)教育港(103.7158，36.1058)。各站點實時監(jiān)測空氣質(zhì)量，監(jiān)測指標(biāo)按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)要求，包括細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)等6項指標(biāo)。PM10、PM2.5.監(jiān)測方法為β射線吸收法;SO2監(jiān)測方法采用紫外熒光法。監(jiān)測過程中，各測試儀器均用校準(zhǔn)儀參照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 193-2005)定期校準(zhǔn)，并嚴(yán)格實施全程序質(zhì)控措施，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。本研究中使用數(shù)據(jù)均來源于蘭州市空氣自動站，研究時段為2016-2020年春節(jié)期間。

　　2結(jié)果與討論

　　2.12016—2020年春節(jié)期間空氣質(zhì)量變化情況分析

　　由2016年以來蘭州市春節(jié)期間(除夕～初六)環(huán)境空氣質(zhì)量評價結(jié)果(圖1)看出，春節(jié)7d中，空氣優(yōu)良天數(shù)數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，2016、2017年優(yōu)良天數(shù)均為5d，出現(xiàn)2d污染天氣;2018、2019年優(yōu)良天數(shù)均達到7d;2020年由于受沙塵天氣影響，優(yōu)良天數(shù)為6d。

　　由2016年以來蘭州市春節(jié)期間空氣中主要污染物PM2.5和SO2濃度變化趨勢(圖2)可看出，除2020年受沙塵天氣和靜穩(wěn)、高濕等極端的氣象條件的共同影響，導(dǎo)致PM2.5異常高外，總體表現(xiàn)出PM2.5逐年下降趨勢，PM2.5濃度由2016年62μg/m3到2019年35μg/m3，下降比例為43.5%;SO2濃度穩(wěn)中有降，由2016年30μg/m3到2020年23μg/m3，下降比例為23.3%。

　　2.2煙花爆竹燃放對空氣質(zhì)量影響分析

　　2.2.1集中燃放時段空氣質(zhì)量變化

　　由2016-2020年蘭州市春節(jié)煙花爆竹集中燃放時段(除夕18：00-初一6：00)，空氣中主要污染物PM10、PM2.5小時濃度變化(圖3、圖4)可看出，二者濃度變化趨勢具有一致性，呈明顯波峰型變化特征。2016年由于管控措施尚未全面到位，燃放周期較長，除夕22：00和初一凌晨PM2.5、PM10濃度同步出現(xiàn)雙峰值，PM2.5由64μg/m3上升到203μg/m3，PM10由101μg/m3上升到284μg/m3，分別上升217%和181%;2017年開始，燃放時段集中，PM2.5、PM10濃度在初一凌晨1：00達到峰值，PM2.5濃度上升幅度74%-138%，PM10濃度上升幅度46%-119%，隨后呈下降趨勢，初一6：00時趨于平穩(wěn)。煙花爆竹燃放使空氣中顆粒物濃度爆發(fā)式上漲，各年度集中燃放時段PM10、PM2.5小時濃度峰值均超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》((GB3095-2012)日均值標(biāo)準(zhǔn)限值，燃放對空氣質(zhì)量影響顯著。

　　2.2.2燃放期與非燃放期污染物濃度變化

　　蘭州市春節(jié)煙花爆竹燃放主要集中在除夕，將除夕、初一兩日定為燃放期，初七后一周視為非燃放期，燃放期和非燃放期空氣中主要污染物PM2.5、PM10、SO2平均濃度變化(圖5)比較可看出，污染物濃度呈現(xiàn)出燃放期高于非燃放期，最大高出比例分別為48.3%、51.4%和51.2%，說明煙花爆竹燃放對空氣質(zhì)量造成一

　　對2016-2020年除夕至初一PM10、PM2.5平均濃度利用Spearman秩相關(guān)系數(shù)進行計算分析，二者秩相關(guān)系數(shù)Rs<0，表明污染物濃度變化呈下降趨勢。說明蘭州市政府采取的禁放、限放煙花爆竹等污染防治措施效果明顯，同時也反映出市民過年燃放煙花爆竹的傳統(tǒng)習(xí)俗正在改變，公眾的環(huán)保意識逐漸增強。

　　2.3煙花爆竹集中燃放時段顆粒物組分變化分析

　　蘭州市空氣超級監(jiān)測站(位于城關(guān)區(qū)蘭州大學(xué))2020年1月24日(除夕)PM2.5組分重構(gòu)結(jié)果顯示(圖6)，0：00-18：OOPM2.5濃度和組分重構(gòu)變化幅度均很小，PM2.5濃度低于50μg/m3; 24日18：00開始PM2.5濃度增長明顯，25日(初一)凌晨達到最高值145μg/m3，此污染期間，PM2.5組分中有機物、氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽和微量元素濃度大幅度增長;25日6：00開始PM2.5濃度逐漸降低，組分中有機物和氯鹽濃度明顯較小，硝酸鹽和硫酸鹽濃度相對仍然較高。煙花爆竹的主要成分是硝酸鉀、木炭粉和硫磺等，其燃燒后會導(dǎo)致氣溶膠中硝酸鹽和硫酸鹽等濃度上升，由此可推測此次PM2.5的污染源于煙花爆竹的燃放;這與王占山等[2]發(fā)現(xiàn)煙花爆竹的燃放會造成PM2.5中硝酸鹽、硫酸鹽等質(zhì)量濃度迅速上升的研究結(jié)果相似。

　　3結(jié)論

　　(1)2016年以來春節(jié)期間蘭州市區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，空氣巾主要污染物PM2.5和SO2濃度逐年下降，空氣質(zhì)量改善明顯。

　　(2)2016-2020年春節(jié)煙花爆竹集中燃放時段蘭州市空氣中PM2.5、PM10小時濃度變化明顯，最高峰值均出現(xiàn)在初一凌晨;燃放期空氣巾顆粒物、SO2濃度均高于非燃放期;燃放期污染物濃度逐年下降，管控措施效果明顯。

　　(3)PM2.5組分重構(gòu)結(jié)果表明除夕夜間至初一凌晨空氣巾顆粒物濃度出現(xiàn)峰值，其組分中有機物、氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽和微量元素濃度大幅度增長，這與煙花爆竹燃放產(chǎn)物具有一致性。

　　燃放煙花爆竹會對空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，建議政府繼續(xù)加大燃放煙花爆竹對安全和環(huán)境影響的宣傳力度，使人們自覺減少燃放煙花爆竹的數(shù)量;改變傳統(tǒng)的煙花爆竹制作工藝，研制安全環(huán)保型的替代產(chǎn)品，從源頭上減輕煙花爆竹燃放對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。

　　參考文獻：

　　[1]鄒強，姚玉剛.春節(jié)煙花爆竹燃放期間蘇州市區(qū)PM2.5組分特征分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2014(4)：100-106.

　　[2]程念亮，陳添，張大偉，等.2015年春節(jié)北京市空氣質(zhì)量分析[J].環(huán)境科學(xué)，2015(9)：3150-3158.

　　[3]操晚，唐邈，薛鵬，等.煙花爆竹燃放對天津市空氣質(zhì)量的影響研究[J].氣候與環(huán)境研究，2018，23(2).

　　[4]郭新喬，萬魯河，楊旭.哈爾濱市2016年春節(jié)期間空氣質(zhì)量時空變化特征[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2017，40(7)：14-21.

　　[5]唐信英，羅磊，曹軍驥，等.成都市春節(jié)期間大氣PM2.5化學(xué)元素的特征[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013，36(5)：151-155，170.

　　[6]賀光艷，羅彬，陳建文，等.成都市城區(qū)春節(jié)期間燃放煙花爆竹對空氣質(zhì)量的影響[J].四川環(huán)境，2014，33(1)：67-70.

　　[7]馬小會，孫兆彬，丁海燕，等.煙花爆竹燃放和氣象條件對北京市空氣質(zhì)量的影響[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2015(3)：50-55.

　　[8]王占山，張大偉，李云婷，等.2014年春節(jié)期間北京市空氣質(zhì)量分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2015，35(2)：371-378.

　　作者：趙凱歌

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