西藏自治区大气环境质量现状及其未来展望

格桑德吉 李佩航 贾慧 阿琼

摘要：通过采集2015—2021年西藏自治區共7个城市和地区的SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等浓度实时监测数据，对污染物的污染特征与现状进行了分析。结果表明：PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO年均浓度的变化情况较为稳定，O3和NOX浓度呈上升趋势，O3-8h平均浓度由2015年的105 μg/m3上升到2021年的124 μg/m3，O3超标污染天数主要出现在5—8月份；PM2.5月均浓度变化呈现显著的季节差异，每年夏季（7—9月）PM2.5的含量较低，11月—次年3月含量较高；大气综合污染指数都＜5，优良天数比率98.5%～99.7%。统计年份中，各年度O3和2015年、2016年PM2.5年均浓度达到Ⅱ级标准，其余4项评价指标年均浓度均达到I级标准，全区环境空气质量持续保持良好。拉萨市和昌都市的NO2/SO2的比值较大，而那曲市和阿里地区的NO2/SO2的比值较小。

关键词：大气环境；污染特征；现状分析；评价；西藏自治区

中图分类号：X51文献标志码：A文章编号：1673-9655（2023）01-0-08

0 引言

西藏自治区是中国五个少数民族自治区之一。西藏位于青藏高原西南部，平均海拔在4000 m以上，素有“世界屋脊”之称。西藏下辖6个地级市，1个地区。近年来，自治区的大气环境质量得到有效的提升[1，2]，为经济和社会的发展提供了良好的基础。然而，大气颗粒物污染如扬尘等，在春冬两季气象条件不利的情况下时有发生。大量有害物质吸附在可吸入颗粒物上，对人体健康造成较大的危害[3，4]。此外，西藏自治区大气中臭氧的含量显著增高[5]。近年来，自治区机动车保有量升高，增加了氮氧化物排放量，进而通过光化学反应生成臭氧，这也是造成臭氧污染的一个原因。臭氧作为大气二次污染物，当浓度过高时就可能会引起人体神经系统、呼吸系统等方面的疾病，甚至会诱发癌变、破坏人体免疫系统等。除了危害人体健康外，还会危害农作物等等[6，7]。SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等为大气的主要污染物[8]，这些气体污染物的浓度随季节变化而变化[9]，因时空不同而表现出不同的分布特征[10]，因此掌握其变化规律与时空分布特征，以及解析其变化成因对提高西藏自治区大气环境质量具有重要的现实意义。

本文对来自于西藏自治区大气环境自动监测站的大气污染物监测数据进行整理和分析，该批数据为 2015—2021年期间实时监测的大气中SO2、PM2.5、PM10、NO2、NO、CO和O3-8h的浓度值。西藏自治区大气环境自动监测站分布如图1所示。通过对数据的整理和分析，准确反映自治区大气污染物的变化特征，并通过大气污染指数分析方法对西藏自治区大气环境质量进行污染等级评价，为未来做好大气环境管理提供可更新的数据资源，最终为保护西藏自治区的生态环境提供科学依据。

1 空气质量综合指数分析方法

（1） 各污染物单项指数计算方法

Pi = Ci / Si

式中：Pi—某种污染物的单项污染指数；Ci——污染物 i 的浓度值，当 i 为 SO2、NO2、PM10及PM2.5时，Ci为月均值，当 i 为 CO 和 O3时，Ci为特定百分位数浓度值；Si—《GB 3095-2012环境空气质量标准》中相应污染物 i 的年均值二级限值标准。

（2）环境空气质量综合指数计算方法

式中：P—环境空气质量综合指数；Pi—污染物的单项污染指数，n—污染物项目；环境空气质量综合指数数值越大表明综合污染程度越重。

2 大气污染物的规律分析

2.1 污染物年均浓度变化及达标情况

2015—2021年自治区的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO年均浓度的变化较为稳定（见图2）。2015年这5种污染物的年均浓度分别为16 μg/m3、32 μg/m3、14 μg/m3、14 μg/m3和2.2 mg/m3，而2020年为10 μg/m3、23 μg/m3、7 μg/m3、12 μg/m3和0.9 mg/m3），这些污染物浓度的变化说明了空气质量的逐步改善。与这5种污染物的年变化趋势相反，西藏自治区的O3和NOX浓度呈上升趋势，O3-8h 平均浓度由2015年的105 μg/m3上升到2021年的118 μg/m3（低于国家二级标准限值160 μg/m3）。综合来看，7种污染物在2015—2021年的年均浓度值均在标准值以下，达标压力较小。

2.2 污染物在不同地区的分布

2015—2021年，西藏自治区7地市所在城市大气污染物浓度年际变化不大 （见图3及表1）。那曲市和拉萨市各项污染物的单项污染指数较高，综合指数也在7地市中相对靠前。拉萨市的NO2和O3浓度较高，林芝市的O3浓度较高，那曲市的NO2和PM10浓度较高，日喀则市的O3和昌都市的CO和O3含量较高。这可能与日照强度、日照时间等因素相关，西藏是全国太阳辐射最强的地方，特别是拉萨市，全面的辐射总量达到195 kcal/m2，日照强度达到8.2 h/d，为同纬度成都市的2.4倍。

2015—2021年，山南市、阿里地区大气环境中NO2/SO2的比值较为平稳，那曲市大气环境中NO2/SO2的比值逐渐升高，昌都市大气环境中NO2/SO2的比值最大，拉萨市和日喀则市大气环境中NO2/SO2的比值先增加后减少，林芝市大气环境中NO2/SO2的比值逐渐减少。拉萨市和昌都市的NO2/SO2的比值较大，而那曲市和阿里地区的NO2/SO2的比值较小。这与城市机动车保有量激增，氮氧化物排放量增加相关。

2.3 全区污染物浓度变化趋势

2015—2021年西藏自治区PM2.5月均浓度变化呈现显著的季节差异，每年夏季（7—9月）PM2.5的含量较低，11月—次年3月含量较高（见图4）。这与PM10的数据变化趋势相一致。西藏自治区NO2含量在11月—次年2月较高，与PM2.5变化趋势一致。与PM2.5和NO2的月份变化相反，O3污染天次主要出现在5—8月。这可能是因为西藏气温夏天最高，且每年90%的雨量集中在6—9月，夏季雷雨天气产生的电荷可以使氮气和氧气分解到原子状态，有利于臭氧的形成。此外，西藏自治区冬天最低气温较低，在气候较为温和的拉萨市，年平均气温为7.5℃，比相同维度的平原低8～9℃，且冬季多采用集中供暖[11]。有些老旧城区没有集中供暖，采暖期用烧煤炭进行取暖，易引起CO和NO2等排放量的增加。西藏地处西南季风环流下游，南亚周边国家的有机污染物（臭氧前体物）通过大气环流跨界传输，到达西藏上空后，在日照时间长和紫外线强等特定气象条件影响下，促进臭氧的生成。另外，阿里等地区由于海拔高和气压低，更容易受到大气平流层臭氧入侵的影响，造成臭氧浓度超标。

2.4 大气环境质量评价

2.4.1 浓度评价

自2015—2021年全区环境空气质量总体来看，那曲市2015和2016年环境空气中的SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的年均浓度相对于其它地市都较高。那曲市SO2年均浓度2021年较2015年下降75%；那曲市NO2年均浓度2021年较2016年下降39.1%；那曲市的PM10和PM2.5年均浓度2021年较2015年分别下降55.9%和39.4%；那曲市和阿里地区O3年均浓度有上升趋势，两地市的O3年均浓度2021年较2015年分别上升40.0%和60.0%；2015—2021年的西藏自治区环境空气优良天数年比率为98.5%～99.7%（见表1）。各年度O3和2015年、2016年PM2.5年均浓度达到Ⅱ级标准，其余4项环境空气质量评价指标年均浓度均达到I级标准（见表1），各年度全区环境空气质量达到Ⅱ级标准。

2.4.2 空气质量排名

2015—2021年，按照城市空气质量综合指数评价，西藏自治区七地市中空气质量较好的市为林芝市、山南市，拉萨市和那曲市空气质量排名相对较后（见表2）。其中，拉萨市作为全国168个城市之一，2021年空气质量排名第二位。

3 西藏自治区7地市 PM2.5和 PM10的回归分析

对PM2.5和PM10的斜率进行比较（见图5），判断大气中细颗粒物在可吸入颗粒物中的比例，得出细颗粒物与粗颗粒物的比值关系。6个地级市和1个地区2015年到2021年的比值在0.35～0.50；回归方程为在PM2.5=0.35PM10到PM2.5=0.50PM10，（R2=0.89～0.97，相关性P<0.05）PM2.5在PM10中占比较高，细颗粒物浓度低于颗粒物（PM10），约占35%～50%，是西藏大气环境监测中重点关注的对象。

西藏自治区2015—2021年大气环境中PM10年均浓度呈现下降的趋势，PM2.5的年均浓度从2015—2016年呈下降趋势，在2017以后没有明显变化。这可能是由于随着自治区经济水平的发展不断提高（见表3），非再生能源（耗竭性能源）消费量逐渐下降，导致PM10含量也随之降低。此外，由于近年来植被覆盖率提高，地表裸露的尘土及沙石，被植物固定迁移，不易随风飘向空中，对大气环境产生了积极的作用。

值得注意的是，PM2.5濃度逐年下降通常会导致近地面辐射增强，有利于O3生成，但影响较小，不是O3浓度升高的主要原因。

4 结论与建议

（1）2015—2021年，根据《GB 3095-2012环境空气质量标准》，西藏自治区环境空气质量达到Ⅱ类标准，西藏自治区总体空气环境质量持续保持良好；西藏自治区从2014年开始，逐步推进天然气的使用，大气环境中PM10和PM2.5的排放得到了有效控制。

（2）西藏地区整体空气质量相对其他省市较好，但是O3污染问题却不可忽视。受当地特殊气候条件和平流层输入的影响，O3呈明显增高趋势。

（3）NO2的单因子污染指数2016年最高，拉萨市和那曲市均超过0.5。拉萨市和那曲市机动车数量的增加，使得大气环境中NO2排放显著增加。

（4）拉萨市区大气环境中PM10和PM2.5主要受自然因素影响比较明显。

综上，西藏自治区大气环境质量保持着清洁状态，但是由于地理及气候的影响，大气物质扩散条件不够理想，需要加大大气环境质量保障措施，加大大气环境保护相关法律和科学知识宣传力度[4]，引导相关企业做到环境安全管理，倡导群众低碳出行，做好清洁能源推广工作；另外，建议配置大气环境走行监测车，在臭氧高值区域及时开展臭氧的高空移动监测，开展臭氧来源解析，进一步探究臭氧的来源及分布特征。

参考文献：

[1] 李婧琳.拉萨市不同粒径大气颗粒物的污染特征与源解析[D].衡阳：南华大学，2020.

[2] 李梁婷， 邱大瑞，邱豪，等.“十三五”期间拉萨市空气质量状况及变化趋势分析[J]. 环境生态学， 2022， 4（2）： 65-75.

[3] Pan Y.， Tian S.， Li X.， et al. Trace elements in particulate matter from metropolitan regins of Northern China： Source， concentrations and size distributions[J]. Science of Total Environment， 2015（537）：9-22.

[4] 陈均玉， 崔小梅， 任培， 等. 大气单颗粒物理化学性质研究进展[J]. 环境生态学， 2021， 3（2）： 85-96.

[5] 杨俊， 尼霞次仁， 布多， 等. 西藏高原主要城市臭氧浓度时空分布特征分析[J]. 环境生态学， 2021，3（9）： 13-21.

[6] 王琰，杨倩倩.2019—2020年泰安城区臭氧污染特征分析[J].黑龙江环境通报，2022，35（1）：12-14.

[7] 陈仁杰，陈秉恒，阚海东.上海市近地面臭氧污染的健康影响评价[J]. 中国环境科学，2010（5）：603-608.

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[10] 尼霞次仁.拉萨市近地面大气臭氧时空分布特征研究[D].拉萨：西藏大学，2020.

[11] 付丹，王冬明，韩维峥.冬季供暖对大气环境的影响及改善措[J].环境生态学，2020，2（1）：76-78.