2018—2023年貴安新區空氣質量變化趨勢及污染特征研究

摘要：以貴安新區為研究區，分析2018—2023年空氣質量變化趨勢及污染特征。結果表明，貴安新區空氣質量整體呈改善趨勢，其中NO2和SO2濃度呈顯著下降趨勢。污染天中，首要污染物以O3、細顆粒物（PM2.5）和可吸入顆粒物（PM10）為主，其中以O3最多（占49.6%～89.5%），其次是PM2.5（占18.5%～33.3%）。根據污染天數，首要污染物1—2月和12月以PM2.5為主，3—10月以O3為主。貴安新區空氣污染天主要為輕微超標（占56.7%），O3污染時段主要集中在3—5月和8—9月，PM2.5和PM10的污染時段主要集中在1—2月和12月。控制O3和PM2.5輕微超標，有助于顯著提高貴安新區空氣質量指數（Air Quality Index，AQI）的達標率。

關鍵詞：空氣質量；變化趨勢；污染特征；貴安新區

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.052

Study on the Change Trends and Pollution Characteristics of Air Quality in Gui’an New Area from 2018 to 2023

WANG Ya

（Gui’an New Area Bureau of Ecology and Environment， Gui’an New Area 550029， China）

Abstract： Taking Gui’an new area as the research area， the change trends and pollution characteristics of air quality are analyzed from 2018 to 2023. The results show that the overall air quality in Gui’an new area is improving， with NO2 and SO2 concentrations showing a significant downward trend. In polluted days， the main pollutants are O3， fine particulate matter （PM2.5）， and inhalable particulate matter （PM10）， with O3 accounting for the most （accounting for 49.6%～89.5%）， followed by PM2.5 （accounting for 18.5%～33.3%）. According to the number of polluted days， PM2.5 is the main pollutant from January to February and December， while O3 is the main pollutant from March to October. The polluted days of air in Gui’an new area are mainly slightly exceeding the standard （accounting for 56.7%）， and the O3 pollution period is mainly concentrated from March to May and August to September， and the pollution periods of PM2.5 and PM10 are mainly concentrated from January to February and December. Controlling slight exceeding of O3 and PM2.5 can significantly improve the compliance rate of the Air Quality Index （AQI） in Gui’an new area.

Keywords： air quality; change trends; pollution characteristics; Gui’an new area

貴安新區地處貴陽市和安順市的結合部，是貴州省的重要經濟增長極和科技創新中心。近年來，隨著社會經濟的迅速發展，貴安新區資源需求不斷增加，污染物排放量持續增加，大氣污染成為貴安新區迫切需要解決的問題。因此，有必要統計空氣質量指數（Air Quality Index，AQI）值，分析2018—2023年貴安新區空氣質量變化趨勢及污染特征，從而加強區域空氣質量管控，提高空氣質量。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

空氣污染物的逐日監測數據來源于貴安新區環境空氣質量自動監測站，監測時間為2018—2023年，6項常規監測指標分別為細顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10）、O3、NO2、SO2和CO[1]。

1.2 研究方法

根據《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）與《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633—2012）進行空氣質量數據統計，根據《環境空氣質量評價技術規范（試行）》（HJ 663—2013），采用空氣質量綜合指數進行空氣質量評價。采用OriginPro 8.5軟件對6項常規污染物濃度和首要污染物天數進行統計分析，然后利用SPSS 20.0軟件進行相關分析，運用Spearman秩相關系數評價貴安新區空氣質量變化趨勢[2-3]。

2 結果與分析

2.1 空氣質量變化趨勢

2018—2023年，貴安新區空氣質量變化如表1所示。其間，貴安新區空氣質量綜合指數波動變化，介于2.49～2.91，總體呈下降趨勢（秩相關系數為-0.657），表明貴安新區空氣質量有所改善，但下降趨勢不顯著。貴安新區AQI達標率隨著整體空氣質量的改善而提高，呈上升趨勢（秩相關系數為0.657），但上升趨勢不顯著。2019年，貴安新區空氣質量綜合指數達到最高值（2.91），其AQI達標率為97.1%，為歷史同期最低水平；2022年，貴安新區空氣質量綜合指數降至最低值（2.49），其AQI達標率為100%，為歷史同期最高水平。當前，貴安新區整體空氣質量的改善與AQI達標率的提升呈現出同步狀態。

2018—2023年，貴安新區PM2.5年均濃度、PM10年均濃度和CO年均濃度的秩相關系數分別為-0.177、-0.551和-0.618，年均濃度均呈下降趨勢，下降趨勢均不顯著；NO2年均濃度和SO2年均濃度的秩相關系數分別為-0.926、-0.928，年均濃度均呈顯著下降趨勢，2023年較2018年分別下降25.0%和52.2%；O3年均濃度的秩相關系數為0.086，年均濃度呈上升趨勢，但上升趨勢不顯著。

2.2 污染特征

2.2.1 首要污染物

分析2018—2023年貴安新區空氣中首要污染物分布特征。從污染天來看，除2018年有2 d以SO2為首要污染物外，其余年份均以O3、PM2.5和PM10為首要污染物。以O3為首要污染物的天數最多，占比為49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比為18.5%～33.3%，第三是PM10，占比為6.2%～22.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5為主，3—10月首要污染物以O3為主，PM10逐月變化特征不顯著，1—6月和10—12月以PM10為首要污染物。

2.2.2 污染類型

2018—2023年，貴安新區共有30 d空氣質量超標，主要超標污染物為O3、PM2.5和PM10。根據污染天的首要污染物分布，貴安新區空氣污染演變可分為2個階段。第一階段為2018—2020年，由O3污染主導，其貢獻率為100%；第二階段為2021—2023年，以大氣復合污染為主，O3和顆粒物（PM2.5和PM10）為主要超標污染物，其中O3和顆粒物對空氣污染的貢獻率分別為45.5%和54.5%。2018—2023年，貴安新區空氣污染天全部為輕度污染（101≤AQI≤150），無中度及以上污染。同時，輕度污染主要表現為輕微超標，即101≤AQI≤110，占比為56.7%。如果做好預報預警，采取有效管控措施，將輕微超標天空氣質量控制在達標范圍內，貴安新區空氣質量優良率能夠提升0.55%～1.64%，其中2021年優良率提升幅度最大（1.64%），其次為2019年（1.10%）。因此，控制PM2.5和O3輕微超標能夠顯著提升貴安新區AQI達標率。

2.2.3 污染時段

2018—2023年，貴安新區CO、NO2和SO2各月濃度均較低，均在達標線以下。PM2.5和PM10月均濃度變化比較一致，PM2.5和PM10的高值時段主要出現在冬季（1—2月和12月），而低值則主要分布在夏季（6—8月）。經分析，貴安新區地處黔中腹地，冬半年盛行偏北風，夏半年盛行偏南風，冬半年風速普遍弱于夏半年風速，因此冬季顆粒物水平擴散條件不如夏季，且冬季易受東北部污染氣團南下傳輸的影響。同時，冬季逆溫天氣出現頻繁，大氣邊界層高度低、大氣層結穩定等因素利于大氣中污染物累積，造成冬季顆粒物濃度明顯較高，煤炭的大量消耗、植被減少導致的地表裸露面積增加、降水量少等因素也加重冬季PM2.5和PM10污染。夏季的偏南風通常帶來清潔的海洋性氣流，并伴隨著大量水汽，促進降水，有利于污染物的清除。此外，高溫、強烈的對流活動以及較大的混合層高度有利于空氣污染物向上擴散，導致夏季顆粒物濃度低。

O3主要為二次污染物，其濃度變化與其余5個因子不同。O3月均濃度變化以雙峰型為主，冬季（1—2月和12月）較低，高值時段主要集中在3—5月和8—9月。

經分析，春季，貴安新區受東亞和南亞季風的影響，溫度在3—5月迅速上升，主汛期尚未到達，天氣以晴天為主，云量較少，太陽輻射較強。春季，植物長勢好，活性高，貴安新區森林覆蓋率較高，大面積針葉林可排放較多的異戊二烯、萜烯等揮發性有機物，同時氣溫升高、紫外輻射增強致使光化學反應加強，進一步促進O3的生成。研究表明，春季對流層頂折疊會導致平流層與對流層空氣交換，造成近地面O3濃度增加，而其他季節輸送貢獻較小[4-5]。6—7月，氣溫更高，O3濃度反而有所下降，原因可能是貴安新區在主汛期降雨增多，云量增大，日照減少，輻射減弱，影響光化學反應，阻礙O3的生成。8—9月，受副熱帶高壓西伸北抬影響，日照強度增加，云量減少，風力較弱，天氣較為炎熱且降水較少，這種情況易導致貴安新區出現臭氧污染。冬季（1—2月和12月），受高原地形的影響，貴安新區長時間被云貴靜止鋒控制，天氣以多云或陰雨為主。紫外輻射減弱、日照時數減少以及氣溫較低等因素抑制臭氧的生成。

3 結論

2018—2023年，貴安新區空氣質量綜合指數年際變化呈下降態勢，AQI達標率年際變化呈上升態勢，二者同步呈現改善趨勢，但趨勢均不顯著。除O3濃度呈上升趨勢外，其余5項常規污染物濃度總體表現為下降趨勢，尤其是NO2和SO2呈顯著下降趨勢。2018—2023年，從污染天來看，貴安新區以O3、PM2.5和PM10為首要污染物，其中以O3為首要污染物的天數最多，占比為49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比為18.5%～33.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5為主，3—10月首要污染物以O3為主。貴安新區空氣污染演變分為2個階段。一是2018—2020年，由O3污染主導，O3對空氣污染的貢獻率達到100%；二是2021—2023年，以大氣復合污染為主，以O3和顆粒物（PM2.5和PM10）為特征污染物，O3和顆粒物對空氣污染的貢獻率大致接近。貴安新區空氣污染天主要為輕微超標（占56.7%），控制PM2.5和O3輕微超標是提升貴安新區AQI達標率的關鍵。貴安新區PM2.5和PM10的高值時段主要集中在1—2月和12月，O3月均濃度變化以雙峰型為主，高值時段主要集中在3—5月和8—9月。

參考文獻

1 賈艷青，蘭 杰，劉秀麗.山西省大氣污染特征及對公眾健康的空間影響[J].中國環境監測，2023（6）：78-89.

2 趙晉宇，王 偉，趙 倩.葉表觀癥狀識別在大氣污染農業環境損害鑒定中的應用[J].農業環境科學學報，2023（12）：2702-2710.

3 李 碩，王 敏.空氣質量改善對居民消費的影響[J].中國人口·資源與環境，2023（10）：24-34.

4 左正艷，張衛紅，張玉龍，等.2015—2020年寧夏環境空氣質量變化趨勢及特征[J].環境影響評價，2023（4）：108-115.

5 趙 燕，李大偉，翟宇虹，等.2014年—2021年珠海市環境空氣質量變化趨勢及污染特征研究[J].環境科學與管理，2022（12）：144-149.