2018—2023年贵安新区空气质量变化趋势及污染特征研究

摘要：以贵安新区为研究区，分析2018—2023年空气质量变化趋势及污染特征。结果表明，贵安新区空气质量整体呈改善趋势，其中NO2和SO2浓度呈显著下降趋势。污染天中，首要污染物以O3、细颗粒物（PM2.5）和可吸入颗粒物（PM10）为主，其中以O3最多（占49.6%～89.5%），其次是PM2.5（占18.5%～33.3%）。根据污染天数，首要污染物1—2月和12月以PM2.5为主，3—10月以O3为主。贵安新区空气污染天主要为轻微超标（占56.7%），O3污染时段主要集中在3—5月和8—9月，PM2.5和PM10的污染时段主要集中在1—2月和12月。控制O3和PM2.5轻微超标，有助于显著提高贵安新区空气质量指数（Air Quality Index，AQI）的达标率。

关键词：空气质量；变化趋势；污染特征；贵安新区

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：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

贵安新区地处贵阳市和安顺市的结合部，是贵州省的重要经济增长极和科技创新中心。近年来，随着社会经济的迅速发展，贵安新区资源需求不断增加，污染物排放量持续增加，大气污染成为贵安新区迫切需要解决的问题。因此，有必要统计空气质量指数（Air Quality Index，AQI）值，分析2018—2023年贵安新区空气质量变化趋势及污染特征，从而加强区域空气质量管控，提高空气质量。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

空气污染物的逐日监测数据来源于贵安新区环境空气质量自动监测站，监测时间为2018—2023年，6项常规监测指标分别为细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、O3、NO2、SO2和CO[1]。

1.2 研究方法

根据《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）与《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）进行空气质量数据统计，根据《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663—2013），采用空气质量综合指数进行空气质量评价。采用OriginPro 8.5软件对6项常规污染物浓度和首要污染物天数进行统计分析，然后利用SPSS 20.0软件进行相关分析，运用Spearman秩相关系数评价贵安新区空气质量变化趋势[2-3]。

2 结果与分析

2.1 空气质量变化趋势

2018—2023年，贵安新区空气质量变化如表1所示。其间，贵安新区空气质量综合指数波动变化，介于2.49～2.91，总体呈下降趋势（秩相关系数为-0.657），表明贵安新区空气质量有所改善，但下降趋势不显著。贵安新区AQI达标率随着整体空气质量的改善而提高，呈上升趋势（秩相关系数为0.657），但上升趋势不显著。2019年，贵安新区空气质量综合指数达到最高值（2.91），其AQI达标率为97.1%，为历史同期最低水平；2022年，贵安新区空气质量综合指数降至最低值（2.49），其AQI达标率为100%，为历史同期最高水平。当前，贵安新区整体空气质量的改善与AQI达标率的提升呈现出同步状态。

2018—2023年，贵安新区PM2.5年均浓度、PM10年均浓度和CO年均浓度的秩相关系数分别为-0.177、-0.551和-0.618，年均浓度均呈下降趋势，下降趋势均不显著；NO2年均浓度和SO2年均浓度的秩相关系数分别为-0.926、-0.928，年均浓度均呈显著下降趋势，2023年较2018年分别下降25.0%和52.2%；O3年均浓度的秩相关系数为0.086，年均浓度呈上升趋势，但上升趋势不显著。

2.2 污染特征

2.2.1 首要污染物

分析2018—2023年贵安新区空气中首要污染物分布特征。从污染天来看，除2018年有2 d以SO2为首要污染物外，其余年份均以O3、PM2.5和PM10为首要污染物。以O3为首要污染物的天数最多，占比为49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比为18.5%～33.3%，第三是PM10，占比为6.2%～22.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5为主，3—10月首要污染物以O3为主，PM10逐月变化特征不显著，1—6月和10—12月以PM10为首要污染物。

2.2.2 污染类型

2018—2023年，贵安新区共有30 d空气质量超标，主要超标污染物为O3、PM2.5和PM10。根据污染天的首要污染物分布，贵安新区空气污染演变可分为2个阶段。第一阶段为2018—2020年，由O3污染主导，其贡献率为100%；第二阶段为2021—2023年，以大气复合污染为主，O3和颗粒物（PM2.5和PM10）为主要超标污染物，其中O3和颗粒物对空气污染的贡献率分别为45.5%和54.5%。2018—2023年，贵安新区空气污染天全部为轻度污染（101≤AQI≤150），无中度及以上污染。同时，轻度污染主要表现为轻微超标，即101≤AQI≤110，占比为56.7%。如果做好预报预警，采取有效管控措施，将轻微超标天空气质量控制在达标范围内，贵安新区空气质量优良率能够提升0.55%～1.64%，其中2021年优良率提升幅度最大（1.64%），其次为2019年（1.10%）。因此，控制PM2.5和O3轻微超标能够显著提升贵安新区AQI达标率。

2.2.3 污染时段

2018—2023年，贵安新区CO、NO2和SO2各月浓度均较低，均在达标线以下。PM2.5和PM10月均浓度变化比较一致，PM2.5和PM10的高值时段主要出现在冬季（1—2月和12月），而低值则主要分布在夏季（6—8月）。经分析，贵安新区地处黔中腹地，冬半年盛行偏北风，夏半年盛行偏南风，冬半年风速普遍弱于夏半年风速，因此冬季颗粒物水平扩散条件不如夏季，且冬季易受东北部污染气团南下传输的影响。同时，冬季逆温天气出现频繁，大气边界层高度低、大气层结稳定等因素利于大气中污染物累积，造成冬季颗粒物浓度明显较高，煤炭的大量消耗、植被减少导致的地表裸露面积增加、降水量少等因素也加重冬季PM2.5和PM10污染。夏季的偏南风通常带来清洁的海洋性气流，并伴随着大量水汽，促进降水，有利于污染物的清除。此外，高温、强烈的对流活动以及较大的混合层高度有利于空气污染物向上扩散，导致夏季颗粒物浓度低。

O3主要为二次污染物，其浓度变化与其余5个因子不同。O3月均浓度变化以双峰型为主，冬季（1—2月和12月）较低，高值时段主要集中在3—5月和8—9月。

经分析，春季，贵安新区受东亚和南亚季风的影响，温度在3—5月迅速上升，主汛期尚未到达，天气以晴天为主，云量较少，太阳辐射较强。春季，植物长势好，活性高，贵安新区森林覆盖率较高，大面积针叶林可排放较多的异戊二烯、萜烯等挥发性有机物，同时气温升高、紫外辐射增强致使光化学反应加强，进一步促进O3的生成。研究表明，春季对流层顶折叠会导致平流层与对流层空气交换，造成近地面O3浓度增加，而其他季节输送贡献较小[4-5]。6—7月，气温更高，O3浓度反而有所下降，原因可能是贵安新区在主汛期降雨增多，云量增大，日照减少，辐射减弱，影响光化学反应，阻碍O3的生成。8—9月，受副热带高压西伸北抬影响，日照强度增加，云量减少，风力较弱，天气较为炎热且降水较少，这种情况易导致贵安新区出现臭氧污染。冬季（1—2月和12月），受高原地形的影响，贵安新区长时间被云贵静止锋控制，天气以多云或阴雨为主。紫外辐射减弱、日照时数减少以及气温较低等因素抑制臭氧的生成。

3 结论

2018—2023年，贵安新区空气质量综合指数年际变化呈下降态势，AQI达标率年际变化呈上升态势，二者同步呈现改善趋势，但趋势均不显著。除O3浓度呈上升趋势外，其余5项常规污染物浓度总体表现为下降趋势，尤其是NO2和SO2呈显著下降趋势。2018—2023年，从污染天来看，贵安新区以O3、PM2.5和PM10为首要污染物，其中以O3为首要污染物的天数最多，占比为49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比为18.5%～33.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5为主，3—10月首要污染物以O3为主。贵安新区空气污染演变分为2个阶段。一是2018—2020年，由O3污染主导，O3对空气污染的贡献率达到100%；二是2021—2023年，以大气复合污染为主，以O3和颗粒物（PM2.5和PM10）为特征污染物，O3和颗粒物对空气污染的贡献率大致接近。贵安新区空气污染天主要为轻微超标（占56.7%），控制PM2.5和O3轻微超标是提升贵安新区AQI达标率的关键。贵安新区PM2.5和PM10的高值时段主要集中在1—2月和12月，O3月均浓度变化以双峰型为主，高值时段主要集中在3—5月和8—9月。

参考文献

1 贾艳青，兰 杰，刘秀丽.山西省大气污染特征及对公众健康的空间影响[J].中国环境监测，2023（6）：78-89.

2 赵晋宇，王 伟，赵 倩.叶表观症状识别在大气污染农业环境损害鉴定中的应用[J].农业环境科学学报，2023（12）：2702-2710.

3 李 硕，王 敏.空气质量改善对居民消费的影响[J].中国人口·资源与环境，2023（10）：24-34.

4 左正艳，张卫红，张玉龙，等.2015—2020年宁夏环境空气质量变化趋势及特征[J].环境影响评价，2023（4）：108-115.

5 赵 燕，李大伟，翟宇虹，等.2014年—2021年珠海市环境空气质量变化趋势及污染特征研究[J].环境科学与管理，2022（12）：144-149.