重庆市环境空气质量综合评价研究

胡鑫 张斌儒 谭鸷 彭靖

摘 要：环境空气质量对当地居民的生活和幸福指数至关重要。空气质量越来越受到政府的关注。本文对重庆市环境空气质量进行综合评价研究，具体分析了重庆市2013—2018年环境空气质量的状况及变化趋势。收集重庆市2013—2018年主要环境空气污染物（PM2.5、PM10、SO2）的月度统计历史数据平均浓度监测数据，按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中的二级标准，用空气综合污染指数评价法和空气污染负荷系数法分析其变化特征和环境空气质量影响因素。结果表明，2013—2018年大气PM2.5月度浓度大多超过平均年浓度限值，PM10浓度月度均值也大多也超标，SO2均达标。相关的整改措施使得大气中PM2.5与PM10均呈浓度下降状态，SO2基本呈稳定状态。年内变化显示，各污染物的浓度季节变化非常明显，污染物浓度从高到低的顺序大体为冬季、春季、秋季、夏季。全市的综合污染指数呈下降趋势，空气污染程度显著降低，空气质量不断变好。研究结果可为相关部门提供一定的参考。

关键词：环环境空气质量 染负荷系数 综合污染指数 综合评价

中图分类号：Q938 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（b）-0130-03

1 背景分析

十九大报告提出中华民族永续发展的千年大计是建设生态文明，绿水青山就是金山银山的理念被贯彻其中，坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战是势在必行。重庆地处中国内陆西南部，重庆是我国西南的工业重镇，是国务院批准的51个环境保护重点城市和历史名称之一。随着历史的形成，重庆市的产业结构属于重工业型，以高硫煤作为主要能源构成，因为高硫煤的能耗高和盆周山地的地理气象条件，所以不利于大气污染物的扩散，重庆市的首要任务就是防治大气污染、改善大气环境，并将它作为城市、经济发展的重要课题。经过几年的努力，污染恶化得到了一定的控制局部的环境质量有所提升。重庆被作为中国最宜居城市之一，但由于重庆是一个山城城市，风格明显被大多数人所喜爱，但由于宜居这个概念被大多数人理解为适合养老，适合养老的3个基本大点是：气候与空气质量、人文和风景、交通与医疗。作为雾都的重庆，在气候和空气质量这方面，还不能名列前茅。因为地势原因，雾特别大，相应的空气质量指数也不高。所以对重庆市空气质量变化趋势进行分析从而了解环境质量现状具有重要意义。人们无时无刻不在呼吸，人均呼吸每日可达两万次，与周围环境进行气体交换达一万多升，所以空气质量对于人们的健康是十分重要的，进行空气质量变化趋势分析也可为制定环境政策与治污措施提供据测依据。

已有一些文献就环境空气质量进行了研究，张春辉和马琳达（2015）[1]以贵阳市为例，对控制空气质量进行研究，使用了趋势检验方法、空气综合污染指数评价以及差异性检验（Duncan新复极差法）进行相关研究。邹军和杨柳（2010）[2]以四川省为例完成城市环境空气质量及变化趋势，使用了综合污染指数以及负荷系数进行分析。潘本峰与郑皓皓等（2017）[3]认为中国不同区域城市空气质量浓度不同表示方法不同。重庆属于山城，不同于其他地区，其环境空气质量也有其特殊性；另一方面，重庆时的主要空气污染物与其他地区可能有所差异，因此有必要对重庆市近几年的空气质量进行综合评价研究，进而挖掘出空气质量的变化趋势，进而提出可行的建议。本文主要使用描述性统计分析、污染负荷系数以及空气综合污染指数等统计方法对重庆市空气质量变化趋势进行分析。

2 模型假设

人类生存和发展的基本条件是生态环境，生态环境也是经济社会的发展基础，生态污染不仅影响人民的身体健康，而且对城市形象也有很大的破坏，因为重庆主城属于老工业基地，生态环境问题较为突出，所以生态问题对经济的发展速度与生态环境的保护有一定的阻碍。改革开放以来，西北部地区经济和工业的快速发展导致各项污染物排放对空气质量影响形势较为严峻，近些年频发的重污染严重影响了当地居民的生产生活。基于此，2012年党的十八大提出了生态文明建设的宏伟蓝图，2017年的十九大又进一步提出加快生态文明体制改革，建设美丽中国。但环境的改善需要一定的时间，具有一定滞后性，随着政策的提出，重庆市主要污染物浓度是否有所缓解，总的污染状况是否有所改善？基于上述分析，本文做出以下假设。

随着十八大以来各项生态环境重点决策的出台，随着时间的推移，重庆市空气污染综合指数呈现下降的趋势，主要污染物的浓度值也会呈现下降的趋势，但与政策的提出存在一定滞后性。

3 模型建立

3.1 数据来源

根据2013—2018年重庆市环境空气质量长期定点监测数据，对PM2.5、PM10、SO2浓度月均值进行月度污染分析数据来自2013—2018PM2.5科学实验专家小组（https：//www.aqistudy.cn/historydata/），本文选取的时间跨度是2013年12月到20118年04月。不同于已有文献，选取PM2.5，PM10和SO2主要原因是通过重庆市统计年鉴分析出这3种物质为重庆市主要空气质量污染物。

3.2 空气污染季节变化分析

以气候季节与天文季节相结合来划分重庆市的四季。即三月份、四月份、五月份为春季，六月份、七月份、八月份为夏季，九月份、十月份、十一月份为秋季，十二月份、一月份、二月份为冬季。2013—2018年的PM2.5、PM10、二氧化硫，按季节分别利用Excel和SPSS 20计算出3种主要污染物的浓度均值列于表1。

由表1可以看出：PM2.5、PM10、SO2均表现出来明显的季节变化规律。污染浓度变化呈现不同，PM2.5浓度呈现从高到低的顺序为冬季、秋季、春季、夏季；PM10浓度呈现从高到低的顺序为冬季、秋季、春季、夏季；SO2浓度呈现从高到低的顺序为冬季、春季、秋季、夏季，可以看出冬季污染最为严重。这是因为重庆位于长江流域上游，属“夏热冬冷”地区。重庆地处四川盆地，两江交汇之处，气候与其他城市明显不同。冬季日照严重不足，属国内日照最少的地区。且重庆冬季主要受到静稳天气影响。静稳天气是产生雾和霾的必要条件，就水平方向来说是“静”，就是指风小，冷空气活动比较弱，污染物水平输送弱；就垂直方向来说是“稳”，指的是大气层结比较稳定，因此污染物易在地表形成堆积。由于近期无风，不利于污染物擴散，导致污染物的浓度升高。而夏季降水量增多，雨水对于污染物有净化的作用，且重庆夏季因气温高，湿度大，大气边界层后，有利于污染物的扩散。因此，冬季污染物的浓度比较高，而夏季污染物的浓度比较低。

3.3 空气污染物月度变化规律以及趋势

2013—2018年重庆市PM2.5、PM10、SO2浓度变化趋势见图1。

如图1所示，可见在PM2.5、PM10指数在2014年初有一个大幅度的下降，在2015年污染各个指数也有小幅度的上升，由于后期政府十分重视相关污染控制，采取一定的措施和环保投入，使得各个污染指数下降，二氧化硫的范围波动范围较小，总体上都呈现下降趋势，这初步验证了前面提出的假设。

3.4 统计学方法

3.4.1 描述性统计分析

基于SPSS 20的描述性统计分析显示，PM2.5的极小值与极大值差距较大，极大值远远高于环境空气质量标准，极小值略低于其标准值，其平均值也较高于标准均值。PM10的极大值与极小值差距较明显，且与平均值相差较大，与其标准值都有很大差别。SO2的极大值与极小值也存在一定差别，极小值与其标准浓度值差距明显，低于标志值较多，极大值也略低于标准值。均值也远远低于其标准值。

3.4.2 空气综合污染指数

P为综合污染指数；

Pi为第i项空气污染物的分指数 ；

Ci为第i项空气污染物的年均浓度值；

Si为第i项空气污染物的环境质量标准限值；

Fi为第i项空气污染物的污染负荷系数。

评价因子为PM2.5、PM10、SO2。评价标准执行GB3095—2012《环境空气质量标准》中的二级标准[6]（PM10：0.07mg/m3，SO2：0.06mg/m3，PM2.5：0.035mg/m3）。采用Excel 2010进行数据处理，以SPSS 20进行统计分析，2013—2018年重庆市综合污染指数变化如图2所示：

3.4.3 主要空气污染物的污染负荷系数

重庆市近5年主要空气污染物的污染负荷系数范围为PM2.5（50.36～53.52）、PM10（196.26～266.65）、SO2（9.14～14.97），其中SO2负荷系数呈下降趋势，PM10负荷系数呈现下降趋势，PM2.5负荷系数先上升后降低，见表3。

从图2和表3可以看出近几年重庆市空气污染有具有以下特征。

（1）从图2可以看出重庆的环境污染综合指数不是十分稳定，在2013年到2014年有很大的下降态势，但在2014年末到2015年初污染指数又有所上升，后期在政府和直辖的管制下，又逐渐下降，在2015年比较稳定，在冬季也就是11月12月的综合污染指数均有上升趋势，可见在冬季应该加大管理力度。

（2）从表3可看出，各污染因子负荷率虽年份变化而产生波动，PM10和SO2的负荷率呈下降趋势，其PM10的污染负荷率从最高267%（2014年）降到196%（2018年），SO2的污染负荷率从15%（2014年）降到9%（2018年）。但其PM10的负荷率在3项主要污染物中仍然占据最高的比重，PM2.5的污染率在50%左右，在3项主要污染物中居第2位。SO2的污染负荷率在10%左右，在3项污染物中占第3位。2018年全市污染物负荷系数从大到小排列顺序为：PM10（222.3%）>PM2.5（51.4%）>SO2（11.1%）。PM10污染负荷指数逐年下降的同时，SO2也在逐年下降，而PM10呈稳定状态，污染指数控制得比较良好。

4 结论

本文对重庆市环境空气质量进行了综合评价研究。具体而言，首先，对重庆市空气污染的季节变化趋势进行了分析；其次，直观对空气污染物月度变化规律以及趋势进行了剖析，并对3种主要污染物的浓度进行了描述性统计分析；再次，构建重庆市空气污染指数，并对2013年以来的总体污染趋势进行了研究；最后，通过主要空气污染物的污染负荷系数对空气质量做了进一步的分析。

通过研究发现，重庆市环境空气质量总体上保持良好的水平，空气污染综合指数也呈现下降趋势。2013—2018年可吸入颗粒物（PM2.5、PM10）浓度呈现下降趋势，二氧化硫的浓度变化比较平稳，根据重庆市地理环境、气象条件和地形特点等因素来看，在冬季三个污染浓度都有所增加，即污染物浓度变化季节性明显，浓度高低表现为冬季>春季>秋季>夏季，所以应在冬季加强对污染的控制。总体来说，从重庆市直辖以来，重庆市治理大气污染取得一定的成效。这些结论与文献中的结论基本一致，其原因可能是国家对生态环境的一系列政策出台而产生的政策效应。

结合以上统计分析、相关文献以及实际情况分析污染在于城市的综合整改力度不大，按照城市建设总体规划，对大气污染严重的企业和重点污染源采取关停并转迁，以及汽车燃料构成有待改变，从而减少废气排放，还应减少烟尘污染，开展相关烟尘控制区建设。各工业部门应当积极治理污染，大搞综合利用，从而降低污染综合指数，控制污染。

受年度时间的影响，数据收集方面存在年限过少，并且样本容量不够大，不足以反映年度之间较为准确的描述，2013年只收集到12月的数据，2018年只收集前4个月的数据，在季度上存在些许误差。因此，对于将来所要努力的方向，需要更全面、更具体地收集数据，进行更好的描述，更有力地进行分析。

参考文献

[1] 张春辉，马琳达.2003—2014年贵阳市环境空气质量变化趋势分析[J].环境与健康杂志，2016，33（5）：432-434.

[2] 邹军，杨柳.四川省城市环境空气质量及变化趋势[J].四川环境，2010，29（4）：50-53.

[3] 潘本锋，郑皓皓，王帅.各国环境空气质量评价中污染物浓度表示方法比较[J].中国环境监测，2017，33（6）：33-37.

[4] 朱文玲，李建刚，李军，等.2006—2010年乌鲁木齐市主要大气污染物浓度时空变化特征[J].环境与健康杂志，2012，29（5）：429-431.

[5] 黄荣富，綦化樂，蔡军.三次指数平滑法在港口吞吐量预测中的应用研究[J].水运工程，2007（6）：40.

[6] GB 3095-2012，环境空气质量标准[S].2012.