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本文作者：魏疆1,2作者單位：1.新疆大學資源與環境科學學院2.烏魯木齊市天山區人民政府

烏魯木齊市作為新疆的首府城市，隨著其區域中心的不斷聚集，污染也隨之加劇，區域中心的承載能力及環境容量逐漸下降［1－3］。根據以往研究結果顯示，全市由南向北，污染程度呈梯度增加趨勢，污染濃度南高北低的態勢即市南片的天山區污染最重，市中的沙依巴克區次之，市北片的新市區較輕［4，5］。為不斷增強經濟發展活力、緩解和徹底改善城市環境污染狀況，政府制定了"強化二產、優化三產"的方針來推進產業結構調整，以"城市南控北擴、東延西進"的戰略思想指導著區域空間結構的重組［6］。經過幾年的大力建設，烏魯木齊市中心城區的工業基本轉產或搬遷，周邊的工業園區已初具規模［7］。這一系列措施的推進將導致原城區污染物排放強度和大氣環境中污染物濃度發生了根本性的變化，形成新的大氣污染格局，對未來烏魯木齊市的大氣環境產生新的影響。因此，分析烏魯木齊市的大氣污染變遷趨勢就顯得尤為重要。文中通過大氣環境監測點位的數據來分析大氣污染的變化趨勢，討論烏魯木齊市大氣污染因子的變遷格局，希望能為今后的環境治理工作提供必要的理論支撐。

1研究方法

1．1采樣點布置

環境監測點設置采用梯度布局的原則從南到北分別設在市南片天山區(收費所點)、市中的沙依巴克區(監測站點)及市北片的新市區(鐵路局點)，直線距離大約為7km(圖1)。三個站點均采用大西比儀器。

1．2測量方法

SO2－紫外吸收方法、NO2－化學發光法、PM10－射線法。數據為每日0－23點的小時平均值［8］。采用Spss和Excel軟件對數據進行處理分析。

2結果

2．1各監測點位污染因子濃度的變化趨勢

2．1．1SO2年均濃度的變化趨勢

烏魯木齊市經濟社會的快速發展過程中對原煤的大量消耗，是造成SO2排放量增加的根本原因。但產業結構和社會生活在城市區域內分布的不均勻勢必造成能源消耗和污染物排放的不均衡特征。2004－2009年SO2年均濃度變化幅度不大的前提下，各監測區域卻表現出了較大的變化(圖2)。天山區的SO2年均濃度變化呈現出上升－下降－再上升－后繼續下降的趨勢，整體走勢呈"M"型，其中在2005年達到峰值，但總體趨勢呈下降態勢;沙區SO2年均濃度變化呈現出"緩慢上升－下降－再上升"的走勢，走勢呈"N"，整體趨勢呈上升態勢;新市區SO2年均濃度變化趨勢不明顯，基本在0．1±0．01mg/m3左右波動。從數值來看，2004－2009年三個監測點位的年均濃度值均超過SO2國家二級標準常規污染物的年均濃度限值;其中，2004－2006年和2008年SO2年均濃度呈現出天山區＞新市區＞沙區，2007年新市區＞天山區＞沙區，2009年沙區＞新市區＞天山區。

2．1．2NO2年均濃度的變化趨勢

NO2是大氣環境中主要的氣態污染物質，由于城市布局、能源消耗及城市交通和車輛的不均衡，造成NO2年均濃度變化的不一致性(圖3)。2004－2009年NO2年均濃度整體呈上升趨勢。相對于2004年，2009年NO2年均濃度增長了19．6%。其中，天山區增長21．3%，沙區30．1%，新市區8．4%。從各年度均值數據來看，2004－2008年天山區NO2年均濃度變化呈現出快速增長的趨勢，2008－2009年略有下降，沙區和新市區NO2年均濃度變化整體均呈現出"緩慢增加－下降－再增加"趨勢。2004－2009年增長速率表現為沙區＞天山區＞新市區。

2．1．3PM10年均濃度的變化趨勢

2004－2009年，PM10年均濃度的變化呈現出"增加－降低－再增加"的過程(圖4)，從數理分析來看，相對于2004年，2009年的年均濃度增加了22．4%;其中天山區增加29．8%，沙區增加－12%，新市區增加54．2%。數值顯示，除沙區監測點有個別年度數據達標外，其他各點的數據均超過PM10國家二級標準常規污染物的年均濃度限值;2004－2006年，天山區＞沙區＞新市區，2007－2009年天山區＞新市區＞沙區。

2．2污染源與各污染因子的相關性

經濟社會發展中能源消耗排放的污染物質是造成空氣污染因子濃度增加的主要原因。2004－2009年烏魯木齊市空氣污染(SO2、NO2、PM10)年均濃度值與耗煤量和機動車相關系數檢驗結果(表1)。可以看出，SO2和PM10與耗煤量和機動車之間無相關性，NO2與耗煤量和機動車之間存在相關性，且NO2與機動車之間的相關系數大于與耗煤量之間的相關系數(R機動車=0．88＞R耗煤量=0．87)。

3討論與分析

大氣污染伴隨著烏魯木齊市經濟社會的發展而產生，不同時期呈現出不同變化規律。通過結果分析可以看出，SO2和PM10年均濃度值與原煤消耗之間不具有相關性，說明烏魯木齊市在過去的大氣污染治理中采取的集中供熱，熱電聯產以及加大大型除塵設施的脫硫等手段和措施取得了積極的成效，這與前研究結論基本相符［9］。在煤炭消耗量不斷增加的前提下，SO2和PM10年均濃度值沒有呈現出與之相同的增加趨勢。NO2年均濃度值與耗煤量和機動車之間存在顯著的相關性，主要是因為目前大氣污染治理設施并沒有專業的技術治理和收集NOx的排放，同時城市機動車輛的增加導致尾氣的大量排放，對大氣環境中NOx濃度的貢獻不斷增加與相關研究結論一致［10－12］。NO2與機動車的相關性大于與耗煤量的相關性，說明機動車尾氣對環境質量監測中的NOx污染物的貢獻已經取代了燃煤產生的污染。這一點與機動車NOx排放總量是燃煤NOx排放總量的35%不符［13］。文中作者認為，造成這種結果的主要原因是:燃煤產生的NOx主要是通過高空點源排放①，污染物通過大氣運動擴散和稀釋的距離較遠，到達監測點位時濃度已有所降低②;機動車尾氣屬于低空面源式排放，由于受到建筑物的阻擋不易擴散，在低空形成濃度較高的污染層，導致機動車尾氣造成的NO2濃度增加的趨勢，這一現象與近年來相關研究報道相符［9］。

3．1SO2年均值的變化分析

SO2年均濃度值始終高于二級標準的濃度限值。三個監測點位的SO2年均濃度呈現出不同的變化趨勢;天山區作為烏魯木齊市的老城區，過去存在大量的工業企業、采暖小鍋爐等污染源。近年來，當地政府對環境污染問題高度重視，加大了工業企業污染治理設施的投入和監管力度;同時采取熱電聯產的方式取締了大量的采暖小鍋爐，使得天山區范圍的SO2排放量逐年降低，就SO2來說取得了顯著的成效。新市區的SO2年均濃度值基本恒定，且高于沙區(除2009年)，除新市區自身經濟社會發展耗能產生的SO2之外，還因為新市區海拔較低，周邊民用采暖小鍋爐排放的污染物質，在冬季大氣云團的運動和城市熱島效應的作用下將周邊的部分SO2帶到此區域造成SO2年均濃度值偏高［14－16］。沙區由于地處烏魯木齊市的中部，經濟社會發展迅速，工業能耗的增長和居民采暖對能源的需求快速增加，使得SO2年均濃度呈現出不斷增加的趨勢，并且在2009年超過天山區和新市區成為SO2年均濃度最高的區域。

3．2NO2年均值的變化分析

NO2作為主要的大氣污染物質之一，呈現出不斷增加的趨勢(圖2)。從變化趨勢來看，天山區NO2年均濃度值始終保持著較高的值，在2009年出現下降趨勢。由前面分析可知，除燃煤造成NO2的排放之外，機動車的快速增加是造成NO2年均濃度值增加的又一主要原因，天山區作為老城區，轄區高樓林立造成區域下墊面極其粗糙，不利于污染物質的擴散［17］;同時轄區內擁有自治區、兵團的黨政機關和主要廳局以及主要的金融商業區，極易造成交通堵塞，增加污染物質的排放。據相關調查顯示，全市最容易堵塞的道路主要集中在市南片［18］。交通不暢增加了NO2的排放，根據機動車發動機原理和國外經驗測算當機動車時速將由40km/h降至23km/h時，NO2、CO和HC等因子的排放會增加1倍［19］。另外，距離天山區監測點不遠處有全疆的北郊客運站，大型車輛的行使一方面增加了局域污染物質的增加，另一方面導致交通不暢，誘發區域內間歇性的污染物質積聚排放。沙區和新市區表現出相同的變化趨勢，與近年來機動車保有量的迅速增長的趨勢相吻合。

3．3PM10年均值的變化分析

從不同點位PM10年均濃度值的變化來看，天山區始終高于沙區和新市區，這與天山區轄區內工業企業生產和居民供暖大量使用原煤有關，同時，南部山區的天氣過程，極易造成揚塵等污染物質的快速增加［20］。自2006年以來，沙區PM10年均濃度值持續走低，除了集中供熱、加大污染處理設施的監管以外，城區綠化也對減少PM10年均濃度值起到了積極的作用。新市區PM10年均濃度值則表現出逐年上升的趨勢，這與原新市區開發程度低，能源消耗量較少，隨著烏魯木齊市整體經濟的快速發展，新市區轄區內的房地產以及開發區內的大量的企業入住，導致能源消耗持續增加。同時，局部氣象條件導致周邊污染物質的進入有關［21］。

4結論

通過數據分析顯示，烏魯木齊市燃煤消耗與大氣環境污染因子(SO2、PM10)年均濃度值不再具有相關性，但大氣污染仍屬"煤煙型"污染。大氣環境中SO2年均濃度均大于國家規定的二級標準濃度限值，PM10年均濃度除沙區有減少趨勢外，其他兩個監測點均顯示出較高的濃度值大于國家規定的二級標準濃度限值，NO2年均濃度雖未超過國家規定的二級標準濃度限值，但也呈現出逐年增加的趨勢。天山區依然是烏魯木齊市污染最嚴重的區。從分項數據來看，由于城市布局和產業結構的調整，天山區和新市區污染物質主要以PM10為主，沙區主要以SO2為主，監測范圍內NO2濃度增長迅速。機動車尾氣的污染日益加重，對NO2年均濃度值超過燃煤所產生的污染，氮氧化物的污染將由"燃煤型"轉變為"汽車尾氣型"。