2016-2021年上海市青浦区空气质量变化特征分析

上海市青浦区环境监测站 徐雯晖，王笑晨，王亚静

一、区域概况

上海市青浦区位于东经120°53ˊ—121°17ˊ，北纬30°59ˊ—31°16ˊ之间。地处上海市西郊，太湖下游，黄浦江上游。西接浙江和江苏两省，是上海市通向内地的西大门，更是两省一市的交通枢纽。

青浦地处长江三角洲，属亚热带海洋性季风气候，常年主导风为东南风，气候温和，日照充足，四季分明，雨水充沛。

在实施青浦区第一轮环境保护和环境建设三年行动计划的基础上，2003年青浦区实施了第二轮环保和建设三年行动计划，经过各方努力，收到了明显成效。

2021年10月，生态环境部命名青浦区为第五批国家生态文明建设示范区。

二、研究方法

（一）数据来源

研究数据来源于上海市大气环境监测常规数据管理系统和政府公开发布的数据资料。以青浦区2016-2021年连续5年SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5六 项 空气污染物的日均质量浓度为指标，开展环境空气质量变化特征分析。

（二）评价标准与方法

空气质量评价依据《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）、《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663-2013）和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633-2012）开展，其中，计算空气污染物评价浓度时，以O3-8h代表O3的日评价浓度，其余5项污染物均取日浓度的均值；在评价年度空气质量状况时，O3以日O3-8h浓度的第90%分位数为评价值，CO以日均浓度的第95%分位数为评价值，其余4项污染物均取日浓度的均值。

三、空气质量状况及变化趋势分析（年）

根据统计结果，2016—2021年青浦区环境空气质量指数优良率呈显著上升趋势。2021年青浦区空气质量指数级别为“一级”的天数比2016年多29天，“二级”的天数比2016年多29天，“二级”以上的污染天数比2016年少59天（表1）。

表1 2016-2021年青浦区环境空气质量指数级别年度对比

2021年，青浦区SO2、NO2、PM10和PM2.5的年均质量浓度分别为 5μg/m3、36μg/m3、46μg/m3和30μg/m3，CO95%分位浓度、O3-8h90%分位浓度分别为0.9㎎/m3和153μg/m3。监测数据表明，二氧化硫、一氧化碳的年均浓度已连续六年达到《环境空气质量标准》（GB3095-2012）一级标准的要求。与2016年相比，2021年二氧化硫的年均浓度下降了64.3个百分点。一氧化碳的年均浓度下降了18.2个百分点（表2）。

表2 2016-2021年青浦区环境空气质量各因子年均浓度 （COmg/m3、其余μg/m3）

2016—2021年青浦区6项空气污染物的年均质量浓度变化趋势见图1。其中，2016—2021年，SO2、PM2.5、O3和 CO年均质量浓度总体呈下降趋势，NO2总体呈平稳趋势。2016—2020年PM10整体呈下降趋势。2021年PM10年均质量浓度为46μg/m3，高于2020年的 44μg/m3。2020年 NO2和 PM10年均质量浓度均低于2019年及2021年。2019年12月19日新型冠状病毒疫情开始爆发，2020年2月12日可以说是“封闭式春节”，自此开始了长达一年的预防和控制，到2021年有所好转。2020年春天，青浦区大部分建筑工地、码头和堆场长达3个月左右处于停工状态。外来务工人员返沪时间推迟，机动车尾气污染减少，建筑施工、地面扬尘污染变少。加上2021年受城市逆温、“热岛环流”“海陆风”“动力效应”等诸多气象因素的影响，致使PM10的扩散能力大大削弱，浓度升高。

图1 2016-2021年青浦区主要污染物年均质量浓度变化

四、大气污染物变化趋势（月）

2016—2021年青浦区月变化趋势见图2。由图可知，青浦区6项污染物日均质量浓度表现出明显的季节变化特征，其中，SO2、NO2、CO和颗粒物（PM10、PM2.5）浓度变化趋势较一致，O3变化趋势与上述5项污染物相反。

图2 2016-2021青浦区日均浓度变化趋势

监测数据表明，二氧化氮的浓度呈现明显的季节变化趋势，在夏季较低，春冬季较高，其中2020年2月二氧化氮的24小时平均浓度月均值远低于近六年同期数据，推断是受疫情影响。

二氧化硫变化趋势相对平缓，无明显大幅度波动。

一氧化氮的24小时平均浓度的月均值总体相对平稳，呈现出春冬季浓度略高，夏秋季浓度略低的规律。

臭氧的日最大八小时平均值的年均值呈波动变化，在4-9月较高，在1月和12月较低，季节变化明显，呈现夏秋季浓度高，冬季浓度较低的规律。

可吸入颗粒物的24小时平均浓度在1月、4月和12月相对较高。细颗粒物的24小时平均浓度在1月和12月较高。

五、超标因子分析

上海市青浦区2016—2021年合计的2192天中，超标天数合计438天，主要超标因子为O3、PM2.5、PM10和 NO2。其中 O3超标237天，超标比率为54.1%；PM2.5超标175天，超标比率为40.0%；PM10超标12天，超标比率为2.7%；NO2超标14天，超标比率为3.2%。由此可以看出，臭氧仍然为青浦区主要污染因子，见表3。

表3 2016-2021年青浦区环境空气中主要污染物超标情况统计

六、气象因素与颗粒物的关联

气象条件对污染物的扩散、稀释和积累的作用已得到普遍公认。因此，在污染物一定的条件下，气象因子的选择对研究其与污染物质量浓度的关系至关重要。通过已有期刊文件表明青浦区属于复合型大气高污染带，容易受到市区输送、长三角区域输送和周边局部地区污染源输送影响。根据青浦区空气质量自动检测数据可知，当发生中重度污染时，主导风向为西北风偏北风。青浦区地处两省一市交界处，易受到周边环境因素影响，形成颗粒物浓度累积的现象。加之青浦区水系丰富，大气湿度比较高，根据前期院士工作站的研究表明，西部郊区颗粒物浓度高于市区的原因与大气湿度有一定的关联。

（1）2016—2021年，青浦区环境空气质量污染物SO2、O3、PM10、PM2.5和CO浓度总体呈现降低趋势，NO2总体呈平稳变化趋势。环境空气质量指数优良率呈总体上升趋势，环境空气质量整体呈现改善趋势。

（2）青浦区空气污染具有明显的季节变化规律。二氧化氮在冬季浓度较高，臭氧在夏季浓度较高，可吸入颗粒物和细颗粒物呈现出相似的变化趋势，在第四季度浓度较高。

（3）环境空气污染呈现以细颗粒物和臭氧为主的复合型污染特征，2016—2021年以臭氧为首要污染物的污染天数最多，臭氧问题日益突出。另外2021年NO2比率上升，NO2污染不容忽视。

（4）在污染物排放量基本不变的情况下，气象扩散条件是影响空气质量的直接诱因，2016—2021年降水总量和降水次数相同比有所升高，逆温天数及静风天数均有所减少，气象扩散条件有所改善。