“十三五”雅安市城区环境空气质量状况及变化趋势分析

李凤亚，罗锶锐，陈 诚

（1.四川省雅安生态环境监测中心站，四川 雅安 625000；2.四川省辐射环境管理监测中心站，四川 成都 611139）

雅安市位于四川盆地西部，长江上游，是青藏高原向成都平原的过渡地带。气候类型为亚热带季风性湿润气候，年平均气温在14.1～17.9 ℃之间，降雨多，湿度大，日照少。年均降雨量在1 200 mm左右，民间有“雅安天漏”的说法，也称之为雨城，是四川降雨量最多的区域，且全市森林覆盖率可达到64.77%，位居四川省第一[1]。在2020年，生态环境部官网通报了全国环境空气质量状况：2020年1～12月雅安市在全国168个重点城市中排名第12位，居四川省首位[2]。目前，虽然雅安市的环境空气质量一直保持在良好水平，但随着经济的发展，城市化建设的加快，以及能源消耗的持续增加，大气环境保护面临的挑战越来越大。党的十八大以来，雅安市一直把生态文明建设放在事关全局的重要位置，并锁定了“川藏铁路第一城、绿色发展示范市”总体发展定位[3]，因此，掌握环境大气质量现状及变化趋势十分重要。

1 数据来源及处理

目前，雅安市主城区有空气自动监测站点4个，全部为国控点，分别为川农大、市政府、建安厂以及周公山康养中心（清洁对照点）。其监测范围比较全面，能基本代表雅安市城区整体的空气质量变化特征。本文中的空气质量数据来源于四川省空气质量监测网络管理系统（http://www.scnewair.cn:6114/），数据真实可靠。根据《环境质量评价技术规范（试行）》（HJ 633-2013）的规定:臭氧浓度以日最大8 h平均值进行日评价，以日最大8 h平均浓度的第90百分位数进行年评价，CO以24 h平均第95百分位数进行年评价[4]。

2 分析与评价依据

本文依照《环境质量综合评价技术导则》（讨论稿）[5]以及《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663-2013）[4]中的统计方法进行评价和分析。主要采用Excel 2016建立数据库，绘图分析采用 Origin 2018软件。

污染综合指数法是将各项污染物的单项因子的指数加和，以用来比较环境空气、水环境质量总体状况、年际变化以及城市间的污染程度，其综合指数数值越大，表明污染程度越严重，质量越差。而污染负荷系数法是指单项污染物的分指数在综合指数中的所占比例。且污染负荷系数越大，其对综合指数的贡献越大，对环境质量污染程度的影响越大[5]。

3 结果与分析

3.1 环境空气各污染因子监测结果及综合指数变化趋势

2016～2020年雅安市城区环境空气污染物SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10的监测结果统计详见表1。

表1 2016～2020年环境空气各污染物因子监测结果统计

由表1可以看出，从2016～2020年，雅安市城区环境空气SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10总体呈现出逐渐降低的趋势，而O3呈现出升-降-升“N”字形趋势。其中，SO2年均值浓度在7～14 μg/ m3之间，均达到国家环境空气质量二级标准且处于较低浓度水平，最大值14 μg/m3出现在2016年，之后逐年递减至2020年的7 μg/m3，减幅达到50%；NO2年均值总体呈下降趋势，最大值26 μg/m3出现在2017年，最小值为19 μg/m3，均低于国家环境空气质量标准浓度限值且均达到年一级标准；CO浓度范围为0.9～1.4 mg/m3，5年内的年均值均达到一级标准；O3浓度范围为108～132 μg/m3，5年均达到国家二级标准，但总体呈上升趋势；PM2.5浓度范围为27～43 μg/m3，2017年达到最大值43 μg/m3，之后逐年降低，且从2016～2018年，连续三年年均值超过年二级标准，但从2019～2020年达到年二级标准；PM10年浓度值从2016年最大值60 μg/m3逐年降低至2020年38 μg/m3，5年均达到年二级标准且在2020年达到一级标准。

以上各污染因子的浓度年度变化趋势如图1所示。从综合指数趋势来看，在“十三五”期间，雅安市环境空气综合污染指数先升后降，从2016年的3.8升至2017年的3.93，然后开始逐年下降，变化趋势呈“Λ”型，到2020年综合污染指数降至2.97，这说明近年来，雅安市的环境空气质量越来越好，污染程度越来越轻。

图1 2016～2020年各污染因子年度变化趋势图

3.2 各污染因子污染负荷数及达标天数分析

2016～2020年各污染因子污染负荷数及达标天数详见表2。

表2 2016～2020年各污染因子污染负荷数及达标天数

从表2可以看出，2016～2020年雅安市优良天数比例上下波动，呈“W”型。2016年环境空气有效监测天数364 d，优良天数为329 d，达标率90.4%。到了2020年，雅安市城区环境空气质量有效监测天数366 d，优良天数为352 d，优良率96.2%，较2016年优良天数增加23 d，达标率上升了5.8个百分点。因每一年各污染因子污染负荷数相加都等于常数1，为了便于观察和分析，将各污染因子污染负荷数转化为百分数，具体情况如图2所示。从图2可以看出：SO2、NO2、CO污染负荷数在波动中基本保持稳定，占六个参数总量的30%左右，因此，雅安市环境空气质量主要污染因子为PM10、PM2.5和O3。其中，PM10污染负荷数逐年下降，PM2.5污染负荷数在波动中下降，而O3污染负荷数逐年增加，到了2020年已经超过PM10和PM2.5，所以，O3对环境空气质量污染贡献是逐年加重的。

图2 各污染因子污染负荷数占比变化

3.3 主要污染因子的季节变化值趋势分析

主要污染因子的季节变化值趋势分析如图3所示。

图3 2016～2020年主要污染因子季度浓度变化值

由图3可以看出，2016～2020年雅安市空气质量主要污染因子随季节变化的特征趋势明显。颗粒物浓度呈“V”型变化，呈现出一季度、四季度浓度高，二、三季度浓度低的明显趋势。而臭氧变化呈“Λ”型变化，呈现出夏秋季高，春冬季低的趋势。从此趋势可以看出，在第一季度、第四季度，颗粒物是影响雅安市环境空气质量的主要污染因子，这主要是由于受静稳气象和雅安市处于四川盆地边缘群山阻挡的地理条件影响，扩散条件极为不利。所以，在第二、三季度，在处于高温、低湿度、强辐射的气象条件下，要将臭氧污染防治转为管控重点。

3.4 主要污染因子小时变化值趋势分析

主要污染因子小时变化值趋势分析如图4所示。

图4 2016～2020年主要污染因子小时浓度变化值

由图4可以看出，2016～2020年O3、PM2.5、PM10的小时均值变化浓度呈现出规律性变化。其中，O3从凌晨开始呈现下降-上升（出现最大值）-下降的趋势，从7:00开始不断升高直至下午16:00达到最大值后，开始降低。这与程珍（单年小时均值）、韩福财（三年小时均值）分析结果具有一致性[6-7]。而PM2.5、PM10变化趋势一致，从凌晨开始呈现下降-上升（出现最大值）-下降的趋势，全天总趋势和O3相似，相比O3，只是上升和下降幅度缓慢，最大值出现在晚上21:00。

3.5 与“十二五”对比分析

与“十二五”末（2015年）相比，“十三五”末（2020年）SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10分别降低了57.1%、16.7%、55.0%、33.3%和15.6%，而O3浓度增幅达46.2%。“十二五”末（2015年）与“十三五”末（2020年）各污染因子年度对比如图5所示。2015年雅安市环境空气质量优良天数336 d，优良率94.9%，2020年雅安市环境空气质量优良天数352 d，达标率96.2%，相比2015年，达标率上涨1.3%。

图5 2015年与2020年各污染因子浓度对比分析

4 结论及建议

（1）2016～2020年雅安市空气质量综合指数总体下降，2017～2020年逐年下降，表明雅安市环境空气污染程度越来越轻，空气质量越来越好。

（2）从污染负荷数来看，污染因子SO2、NO2、CO对环境空气污染贡献较小，但PM10、PM2.5、O3成为雅安城区环境空气的主要污染物，对环境空气质量污染贡献最大，占比达70%左右。2016～2020年O3污染比重逐年增加，到2020年对环境空气质量污染贡献已超过PM10和PM2.5，有成为主要污染物的趋势。雅安市环境空气污染已由颗粒物污染转变为颗粒物与臭氧复合污染。

（3）根据主要污染因子的季节变化规律分析，第一、四季度颗粒物污染占主导，第二、三季度，臭氧污染占主导，大气污染防治工作应采取“冬治雾霾、夏管臭氧”的双管齐下措施。主要污染因子随季节变化规律，除了与气象因素有关外，从形成机理上看，O3和颗粒物具有一定的同源性，其合成主要前体物均为NOX和VOCs；O3作为强氧化剂加速促进了颗粒物二次无机组分硫酸盐、硝酸盐以及二次有机气溶胶的转化；而颗粒物则会吸收太阳辐射，影响光化学反应，消耗氮氧化物和自由基，影响O3的生成[8]。因两者在不同季节发生污染，增大了污染防控的难度。

（4）根据主要污染因子小时浓度值变化规律分析知：从早晨7时开始，颗粒物浓度持续增加，直到晚上21时。颗粒物浓度的变化与人们的生产生活习惯有关。臭氧浓度最高值为下午16时日照最强时间段，与臭氧形成机理相符[6]。

（5）与“十二五”对比分析中，近五年来，雅安市城区环境空气污染因子除O3外，其余污染物浓度均不同程度降低，通过“大气十条”和“蓝天保卫战”等一系列措施实施后，雅安市城区环境空气改善效果显著。但O3成为今后雅安市大气污染防控的重点。

（6）改善雅安市空气质量应在控制颗粒物排放和形成的同时加大对臭氧污染的防控力度。臭氧污染防控应从源头对其进行控制，尤其是控制形成臭氧的两种最重要前体物（VOCs和NOX）的产生和排放。