文山州城市環境質量時空分布特征分析

王虹

（昆明陽光恒業環境工程有限公司，云南 昆明 650118）

0 引言

大氣環境污染問題是經濟社會粗放發展的必然產物，同時也是制約經濟社會發展的因素之一。2012年以來，全國接連發生大范圍、長時間、高濃度空氣污染過程[1-4]，嚴重影響了人們的身體健康以及生產生活，大氣污染問題逐步成為輿論熱點[5-7]。空氣污染每年造成約370萬人死亡[8]。對環境空氣質量監測數據進行深入挖掘和分析，是掌握和了解城市或區域環境空氣質量狀況、改善區域環境空氣質量，找出存在關鍵問題及制定相關管理政策措施的前提條件和必要步驟。文山州地處云南省東南部，地勢西北高、東南低，山區和半山區占總土地面積的97%，境內海拔高差大，垂直山地氣候明顯。雨量充沛，但分布不均，西南部多，東北和中西部較少，氣候干濕季分明；5—10月為雨季，雨量占全年雨量的80%以上；11月—次年4月為干季。冬季氣溫較高，春季氣溫回升快，夏季高溫不強，文山州大部分地區冬無嚴寒，夏無酷暑。全年多為偏東南風。與其他高原山地城市一樣，有著與平原地區差異巨大的地理、氣象等條件。本文對文山州2020年環境空氣質量現狀、污染特征進行分析，以期對其他復雜地形及高原山地城市污染特征分析提供參考。

1 數據來源及方法

1.1 監測點位

文山州共有9個環境空氣自動監測站，其中文山市有國控環境空氣質量監測點2個，詳見圖1。從2015年開始按照《GB 3095-2012 環境空氣質量標準》開展監測和評價，2018年8月，生態環境部發布了《GB 3095-2012環境空氣質量標準》修改單，該標準修改單自2018年9月1日起實施。為保證評價結果的一致性，文章所引用數據中，2018年9月之前的標況數據為實際監測數據的數據，9月之后為根據國家相關規范轉換得來的標況數據。

1.2 監測數據與統計方法

監測數據為2020年文山州環境空氣質量自動監測站日均值數據，基本監測及評價項目包含二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）和一氧化碳（CO）6項污染物的日均濃度值。

根據《GB-2012環境空氣質量標準》及《城市環境空氣質量排名技術規定》對監測數據進行分析，采用Microsoft excel、ArcGIS軟件對監測數據進行可視化分析處理。

2 結果分析

2.1 城市環境空氣質量總體情況

2020年，文山市優良天數比例為98.7%，共出現輕度污染4d，首要污染物均為PM2.5，分別為3月27—30日，超標倍數分別為0.07、0.39、0.49、0.23倍，文山環境空氣質量總體保持優良，環境空氣質量日歷，詳見圖2。2020年，7個縣環境空氣PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO年均濃度值除西疇縣達到《GB 3095-2012環境空氣質量標準》一級標準外，其他縣均達到二級標準。硯山縣空氣質量優良率為98.9%，輕度污染4d，硯山縣首要污染3d為PM2.5，1d為SO2；馬關縣和丘北縣均為99.4%，輕度污染均為2d，首要污染物均為PM2.5；西疇、麻栗坡、廣南和富寧縣均為100%。污染物濃度受到污染源排放和氣象因子等諸多因素影響，各項污染物的濃度具有不同的時間變化特征和空間分布特點，O3因為其生成條件的特殊性，具有夏季高、冬季低的季節分布特征，而其他四項污染物表現為春、冬季濃度較高，夏季相對較低，在3—4月呈現出以PM2.5和O3為首要污染物交替或混合出現的情況。

圖2 文山市2020年環境空氣質量日歷圖

文山市2020年PM2.5平均濃度為23μg/m3，較2015年的31μg/m3下降25.8%。從文山州2020年PM2.5均值與過去3a均值的距平可以看出，除硯山縣和馬關縣濃度較常年略有上升外，其余各縣均較常年濃度呈現下降，詳見圖3。按照城市環境空氣質量綜合指數評價，2020 年全州綜合指數為2.25，各縣（市）綜合指數最大值為廣南縣2.43，最小值為西疇縣1.84。

圖3 文山州2020年PM2.5濃度均值與近3a距平

2.2 主要污染物相關性分析

分別對2019年、2020年文山州水務局及市便民服務中心2個國家空氣質量監測站點SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.5污染物濃度數據與氣象參數進行相關性研究，結果見表1。在各項污染物中，O3與濕度的相關性最明顯，為較強負相關關系，相關系數在-0.650～-0.768，與氣壓、氣溫和風速的相關性不明顯，PM2.5與濕度呈現負相關，SO2、NO2、CO和PM10污染物濃度與氣壓、氣溫、濕度和風速這些氣象因素為弱相關關系，peason系數均＜±0.5。濕度對顆粒物及臭氧協同防治具有一定作用。

表1 文山州國控點污染物與氣象要素相關性分析

2.3 污染時段分析

隨著雨季結束，自11月8日起，文山O3與PM2.5濃度有所上升，出現部分時段小時濃度超標現象，見圖4。

圖4 近期污染物變化情況

從天氣形勢看，在此期間受到副熱帶高壓影響，文山地區為晴熱天氣，加之北下弱冷空氣與秋冬氣溫日較差大，容易引起逆溫，使得污染物在部分時段累積出現上升的情形，見圖5。

圖5 近期地面及高空天氣形勢圖

從近期衛星生物質燃燒觀測情況看，境內及東南亞國家仍然存在生物質燃燒情況，表2為近期各地生物質燃燒火點數量，在中低空南風和東南風的影響下，對污染物傳輸具有一定作用。

表2 各地生物質燃燒火點情況

3 結論

根據監測數據和氣象要素的總和分析，對滇東南城市文山州環境大氣污染現狀進行了分析，發現文山州環境空氣質量呈現一定特征：

（1）2020年，文山州環境空氣質量總體較好，但部分時段部分縣市污染天氣隱患依然存在。影響文山州環境空氣質量的主要污染物均為PM2.5、O3和PM10。以PM2.5、O3為主的復合型、區域性污染特征有所顯現。污染主要出現季節在3—5月和11月。

（2）2020年，硯山縣和馬關縣濃度較常年略有上升，其余各縣均較常年濃度呈現下降，廣南縣空氣質量相對較差，西疇縣空氣質量相對較好。

（3）O3、PM2.5濃度變化與濕度的相關性最明顯，呈現負相關，SO2、NO2、CO和PM10污染物濃度與氣壓、氣溫、濕度和風速為弱相關關系。增加濕度對顆粒物及臭氧協同防治具有一定作用，其次本地及東南亞生物質燃燒對文山州環境空氣污染具有一定影響。