2013—2019年昆明市官渡區(qū)環(huán)境空氣質量分析

劉 萍

(昆明市生態(tài)環(huán)境局官渡分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 昆明 650000)

0 引言

昆明位于西南云貴高原中部，南瀕滇池，三面環(huán)山，屬北緯低緯度亞熱帶-高原山地季風氣候。官渡區(qū)位于滇池北岸，是云南省會城市昆明主城區(qū)的重要組成部分。2012年《GB 3095-2012 環(huán)境空氣質量標準》增設了PM2.5和 O3-8h平均濃度限制兩項指標[1]，并于2013年1月1日在全國實施，昆明市作為當時第一批實施空氣質量新標準的省會城市，于2013年1月1日對外正式發(fā)布了新的空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)。本文根據(jù)昆明市官渡區(qū)2013—2019年國家空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)及降水監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析官渡區(qū)環(huán)境空氣質量的變化趨勢和現(xiàn)狀，以期為后續(xù)大氣污染防治提供資料參考。

1 數(shù)據(jù)來源與統(tǒng)計方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2013—2019年國家城市空氣質量監(jiān)測點昆明市關上點和酸雨國控監(jiān)測點關上點的數(shù)據(jù)。

1.2 統(tǒng)計方法

Spearman 秩相關系數(shù)計算法，是將兩要素的樣本值按照數(shù)據(jù)大小順序排列位次，以各要素樣本值的位次代替實際數(shù)據(jù)而求得的一種統(tǒng)計量。它是反映等級相關程度的統(tǒng)計分析指標。采用 Daniel 的 Spearman秩相關系數(shù)法對昆明市官渡區(qū)空氣污染變化趨勢進行分析檢驗、計算。

式中：γs-Spearman秩相關系數(shù)；n-時間周期的數(shù)量，n≥5；Xj-周期j按時間排序的序號，1≤Xi≤n；Yj-周期j內(nèi)污染物濃度按數(shù)值升序排序的序號，1≤Yj≤n。

秩相關系數(shù)與相關系數(shù)一樣，γs為正時表示正相關，γs為負時表示負相關，當γs> Spearman 相關系數(shù)統(tǒng)計表中的顯著性水平時，表明變化趨勢有顯著意義，反之則沒有[2]。

2 環(huán)境空氣主要污染物監(jiān)測結果及分析

2019年昆明市空氣質量在全國168個城市中排名第15名，在全國的省會城市中排第15名。其中，國控監(jiān)測點官渡區(qū)博物館點空氣質量優(yōu)良率為95.6%。

2.1 環(huán)境空氣質量現(xiàn)狀評價

根據(jù)《環(huán)境空氣質量評價技術規(guī)范》對2013—2019年昆明市國控點官渡區(qū)關上點的監(jiān)測結果進行統(tǒng)計并分析[3]，結果見表1。

由表1可知，2013—2019年SO2、CO和O3年評價均達標； 2015—2019年PM2.5、PM10和NO2年均值都達標，但按照《環(huán)境空氣質量評價技術規(guī)范》進行評價，百分位值未達標，因此綜合評價后除NO2項目2016年達標外，其余年份均不達標[4]。

2.2 環(huán)境空氣質量等級情況

2013—2019年昆明市官渡區(qū)空氣質量優(yōu)良率由80.3%大幅提升至95.6%，輕度污染天數(shù)由68d下降至15d，中度污染天數(shù)由3d降至0天，盡管個別年份存在小幅波動，但是整體而言環(huán)境空氣質量有顯著提升。在輕中度污染當中，首要污染物由顆粒物PM10/PM2.5向臭氧O3轉變，首要污染物是顆粒物的天數(shù)占輕、中度污染天數(shù)由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天數(shù)由18.3%上升至93.3%。詳見表2。在空氣質量大幅提升的背景下，顆粒物污染逐漸得到控制，而臭氧污染的問題日益凸顯。

表1 2013—2019年昆明市官渡區(qū)環(huán)境空氣質量統(tǒng)計

表2 2013—2019年昆明市官渡區(qū)空氣質量等級情況表

2.3 環(huán)境空氣各指標年度變化趨勢分析

2013—2019年官渡區(qū)環(huán)境空氣質量各指標變化趨勢評價如表3。SO2、PM10、PM2.5和CO-95顯著下降，NO2趨勢下降但并不顯著，O3趨勢上升但不顯著。在趨勢不顯著的數(shù)據(jù)系列中，NO2出現(xiàn)連續(xù)3個及以上并列值，Spearman秩相關系數(shù)法不能很好地判斷變化趨勢，O3-90呈現(xiàn)上升又下降的V字型變化趨勢，為了更直觀地反映近年來各指標年均值的變化趨勢，作圖1 。

由圖1可知，近年來除臭氧O3指標經(jīng)過先下降又上升的V字型趨勢外，SO2、CO、 PM2.5、PM10和NO2都在呈下降趨勢。

表3 2013—2019年官渡區(qū)環(huán)境空氣質量各指標變化趨勢評價表 (μg/m3)

2.4 2019年環(huán)境空氣各指標月際變化趨勢分析

將2019年每日的環(huán)境空氣各指標濃度值按月進行算術平均得到月均值，通過折線圖的方式得到2019年環(huán)境空氣各指標的月均值變化趨勢圖。由圖2可見，O3、 PM2.5、PM10和NO2濃度從1月份開始逐漸升高，3—5月達到峰值，然后逐漸下降，到7月達到低谷，7—12月又逐漸上升，在5—8月雨季期間呈倒V字型。按照昆明的氣候特征，3—5月干燥少雨，紫外線強，因此顆粒物和臭氧濃度值高，10—12月也是干燥少雨，且冬季易形成逆溫層，不利于污染物流通擴散，也容易導致污染物濃度升高。5—8月雨季期間，降雨量和降水頻次的增加，沖刷稀釋了空氣中顆粒物，從而使其濃度值降低，同時雨季期間云量增加，太陽直射降低，減輕了臭氧污染[5]。

3 降水監(jiān)測結果及分析

2019年，昆明市官渡區(qū)國控酸雨監(jiān)測關上點降水監(jiān)測總計29次，總降水量為 746.60mm，pH值為7.58，陰離子含量順序為：硫酸根>硝酸根>氯離子>氟離子，其中以硫酸根和硝酸根為主，且硫酸根與硝酸根當量濃度之比為1.755，介于0.5～3.0，表明官渡區(qū)降水為硫酸硝酸混合型。陽離子含量依次為：鈉離子>鈣離子>銨離子>鉀離子>鎂離子，以鈉離子含量為主[6]。

3.1 2013—2019年降水監(jiān)測總體情況

2013—2019年降水監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表4。2013—2019年官渡區(qū)降水量在612.2～1071.5mm，2014年最多，2017年最少。降水pH在6.32～9.01，均好于酸雨限值5.6。酸雨頻率為0，屬于非酸雨區(qū)，降水pH值年際變化見圖3。

表4 2013—2019年降水監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計 (mg/L)

3.2 2013—2019年降水化學組成

整體而言，降水中離子化學組成較穩(wěn)定，降水中陰離子當量濃度排列順序為：硫酸根>硝酸根>氯離子>氟離子，陽離子當量濃度排列順序為：鈉離子>鈣離子>銨離子>鉀離子>鎂離子。

3.3 主要污染物與機動車數(shù)量的關系

4 結論與建議

(1)在空氣質量大幅提升的背景下，顆粒物污染逐漸得到控制，而臭氧污染的問題日益凸顯。

2013—2019年昆明市官渡區(qū)空氣質量優(yōu)良率由80.3%大幅提升至95.6%，輕度污染天數(shù)由68d下降至15d，中度污染天數(shù)由3d降至0天。2013—2019年SO2、PM10、PM2.5年均值和CO-95顯著下降，NO2趨勢下降但并不顯著，O3趨勢上升但不顯著。在輕中度污染天數(shù)當中，首要污染物由顆粒物PM10/PM2.5向臭氧O3轉變，首要污染物是顆粒物的天數(shù)占輕、中度污染天數(shù)由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天數(shù)由18.3%上升至93.30%。

對策：繼續(xù)鞏固顆粒物治理成效，加強臭氧污染防治。加強建筑施工和道路施工管理，施工過程中，必須要求搭建圍欄，用防塵網(wǎng)遮擋及采取灑水的措施控制建筑、施工等動土工程中的揚塵; 加強運輸渣土車輛密閉管理，運輸過程中車輛必須加蓋，以避免渣土潑灑; 風速大的時候，必須及時對路面進行灑水; 加強城區(qū)綠化管理，在土地資源有限的前提下，可結合垂直綠化的方式，增加城市道路的綠化率。

O3的前體物是氮氧化物NOX和揮發(fā)性有機物VOCS，紫外輻射強、高溫、低濕的條件下容易生成O3，在區(qū)域范圍內(nèi)實施揮發(fā)性有機物VOCS治理，產(chǎn)生揮發(fā)性有機物廢氣的生產(chǎn)和服務活動應當在密閉空間或者設備中進行，按照規(guī)定安裝、使用污染防治設施；無法密閉的，應當采取收集罩收集處理、水霧等措施減少有機物廢氣的排放量。減少汽車尾氣排放[7]。

(2)環(huán)境空氣各指標的月際變化規(guī)律呈現(xiàn)春季3—5月和冬季10—12月易污染物濃度升高，雨季5—8月污染物濃度達到全年低值的規(guī)律。

對策：在原有的大氣污染防治措施基礎上，加強春冬兩個干燥季節(jié)顆粒物的控制，增加城市道路霧炮車的運行頻次，積極落實顆粒物控制的各項措施。在春夏季紫外線強的季節(jié)，進一步警惕臭氧的污染。

對策：為了減少汽車尾氣污染，加快城市公共交通的發(fā)展，完善綠色大公交系統(tǒng)，積極推進低碳出行; 加強對機動車尾氣污染監(jiān)督管理，對機動車尾氣開展環(huán)保年檢和抽檢工作。