宜賓市AQI變化特征及空氣污染防治政策研究

張玉麟，謝 琰，胡婷婷，趙 磊，董蒼鵬

（1.宜賓學院，四川 宜賓 644000；2.略陽縣氣象局，陜西 漢中 724300；3.佛坪縣氣象局，陜西 漢中 723400）

1 緒論

1.1 研究背景及意義

空氣質量的好壞，可直接對城市經濟的發(fā)展、進步以及人們的身心健康、安全產生重要影響。隨著宜賓市社會經濟的不斷發(fā)展進步，城市環(huán)境空氣質量日益受到人們關注和重視，大氣污染問題成為人類生存的重要影響因素[1]。AQI[2-3]即是空氣質量指數(shù)（Air Quality Index）的英文簡稱，AQI評價的污染物為NO2、SO2、CO、O3、PM2.5、PM10。

近年來，隨著宜賓市經濟快速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，使得大氣污染問題愈發(fā)嚴重，因此對宜賓市空氣質量做出認識、評價和研究是極其迫切的。雖然宜賓大氣污染問題較為嚴峻[4]，但隨著近年來宜賓市委市政府對大氣污染防治的一系列措施與政策的出臺，污染已有明顯改善。本文旨在研究宜賓市近5年AQI及6種基本污染物濃度的時間變化特征，探究宜賓市大氣污染防治措施與政策對宜賓市區(qū)空氣質量的影響。

1.2 研究現(xiàn)狀

研究人員[5-7]通過研究成都、重慶、哈爾濱、南京等地的AQI變化特征，發(fā)現(xiàn)環(huán)境空氣質量受季節(jié)的影響較為明顯，不同的城市之間環(huán)境空氣質量各不相同，環(huán)境空氣質量隨時間特征有明顯差異。通過上述研究，AQI大致規(guī)律在夏秋季節(jié)較低、冬春季節(jié)較高，因各地城市的地理位置、氣象因素、工業(yè)發(fā)展情況等影響城市AQI變化特征的主要因素[5-8]的不同，而導致首要污染物有所不同。

本次研究針對宜賓地區(qū)近5年空氣質量變化特征，結合《宜賓市2017年度大氣污染防治行動計劃方案》（以下簡稱“《防治行動計劃方案》”）和《大氣污染防治精細化管控方案》（以下簡稱“《精細化管控方案》”），對比大氣污染防治措施實施前后AQI變化情況，探究宜賓市大氣污染防治行動對宜賓市區(qū)空氣質量的影響程度。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

本文數(shù)據(jù)來自于宜賓市環(huán)境監(jiān)測中心站發(fā)布的2015～2019年連續(xù)5年每日AQI日均值及PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO的日均濃度和每日O38小時滑動平均濃度數(shù)據(jù)環(huán)境空氣質量監(jiān)測的數(shù)據(jù)。

2.2 AQI計算方法

根據(jù)污染物監(jiān)測濃度，參照《環(huán)境空氣質量指數(shù)技術規(guī)定》[3]，可計算各污染物空氣質量的分指數(shù)。AQI級別為良及以上時，空氣質量分指數(shù)最大的污染物為首要污染物。

2.3 季節(jié)劃分標準

根據(jù)氣象行業(yè)標準《氣候季節(jié)劃分》（QX／T152-2012）[9-10]，本文的季節(jié)劃分標準，將一年劃分為四季：3月至5月（春季）、6月至8月（夏季）、9月至11月（秋季），12月至次年2月（冬季）。

3 空氣質量變化特征分析

3.1 AQI指數(shù)變化趨勢

根據(jù)宜賓市區(qū)2015-2019年AQI日均值，分析AQI變化情況，由圖1可知，宜賓市近5年AQI呈整體下降趨勢，多峰多谷，峰值多出現(xiàn)在冬季；年內12個月中AQI日均值呈現(xiàn)出“U”字型變化規(guī)律，12月至次年2月AQI值最大，6至8月AQI值最??；季節(jié)變化明顯，呈現(xiàn)冬春高，夏秋低的基本態(tài)勢。AQI日平均最大值是327達到嚴重污染，最小值16，近5年均值為77。

圖1 2015-2019年宜賓市區(qū)AQI日平均變化

宜賓市2015-2019年期間AQI指數(shù)在冬季最高，主要是由于冬季工業(yè)企業(yè)、居民燃煤燃氣過程，產生了大量的煙塵、SO2、NOX，大氣污染物增加；同時冬季氣溫低、降水較少，大氣流通緩慢，冬季易形成逆溫層，大氣污染物難以通過擴散，上述原因使得冬季AQI升高大氣污染較其他季節(jié)相對較重。夏季AQI最低，是由于夏季多風、多降水、氣溫較高，濕沉降、空氣流通擴散過程使得空氣中污染物快速稀釋擴散。春季AQI相對較低，是由于春季多風、多降水天氣，多風、多雨的氣象條件使得空氣中污染物快速稀釋擴散，污染物濃度明顯下降。秋季AQI略有回升，是由于秋季降水量、風量等對比夏季迅速下降，不利于大氣污染物稀釋擴散，加之秋收季節(jié)，極個別地區(qū)仍存在焚燒秸稈現(xiàn)象，使大氣污染物排放增加，共同作用下使得空氣質量下降，AQI相對上升。

3.2 空氣質量等級統(tǒng)計情況

根據(jù)2015-2019年宜賓AQI日均值各等級出現(xiàn)次數(shù)，由圖2統(tǒng)計結果，宜賓市區(qū)近5年的空氣質量是以“良”等級天數(shù)居多，“優(yōu)”等級天數(shù)次之，隨著污染嚴重程度的增加，其出現(xiàn)天數(shù)下降；近5年污染的天數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，優(yōu)秀、良好空氣質量天數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，說明空氣質量逐年得到改善；宜賓市區(qū)重度污染天數(shù)2015年最多、2017年次之，其它年份較少；嚴重污染在2017年出現(xiàn)3天，2015年、2016年則各有1天，2018年、2019年未出現(xiàn)嚴重污染天氣。

圖2 2015-2019年宜賓AQI各等級出現(xiàn)天數(shù)

根據(jù)圖3統(tǒng)計結果，2015～2019年宜賓市區(qū)空氣質量優(yōu)良率在74.04%～83.56%之間，基本呈逐年遞增趨勢；2015～2019年宜賓市區(qū)污染天數(shù)在60～95天之間，基本成逐年降低趨勢；空氣質量逐步改善。

圖3 2015-2019年宜賓優(yōu)良天數(shù)及優(yōu)良率

3.3 首要污染物天數(shù)統(tǒng)計

對各首要污染物出現(xiàn)天數(shù)分布進行統(tǒng)計，由圖4可以看出，PM2.5、PM10、O3是出現(xiàn)次數(shù)最多的首要污染物，近5年PM2.5作為首要污染物出現(xiàn)天數(shù)最多，共976天，其次為PM10224天，O375天。PM2.5在2015～2016年作為首要污染物天數(shù)上漲，2016～2019年作為首要污染物天數(shù)呈下降趨勢；PM10作為首要污染物天數(shù)在2015-2016年呈下降趨勢，2016～2017年呈上升趨勢，2017～2019年呈下降趨勢；2015～2019年O3作為首要污染物天數(shù)呈增加趨勢。

圖4 宜賓城區(qū)各首要污染物出現(xiàn)天數(shù)

4 防治政策措施對空氣質量的影響

《防治行動計劃方案》和《精細化管控方案》分別于2017年7月、2019年5月開始實施，通過對比各大氣污染防治政策實施前后的污染物濃度變化情況，探究政策有效性。

4.1 目標時段污染物年際變化

2016年SO2、PM2.5、PM10、NO2年均濃度較2015年分別降低22%、4.3%、4.6%、4%，CO濃度同比增長9.1%，O3年均濃度同比增長8.5%，優(yōu)良天數(shù)減少16天，優(yōu)良率下降5.8%。2017年SO2年均濃度較2016年降低5.6%，PM2.5、PM10、CO、NO2、O3年均濃度分別增長2.2%、1.6%、32.0%、11.5%、6.7%，優(yōu)良天數(shù)增加6天，優(yōu)良率提升2.5%。2018年CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5年均濃度較2017年分別降低30.1%、18.3%、3.5%、16.9%、18.3%，O3年均濃度無變化，優(yōu)良天數(shù)增加7天，優(yōu)良率提高2.5%。2019年CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3年均濃度較2018年分別降低15.4%、34.5%、7.1%、7.6%、0.2%。2.8%，優(yōu)良天數(shù)增加21天，優(yōu)良率提升7.4%。

宜賓市區(qū)2017年較上年各項指標有升有降，但優(yōu)良天數(shù)和優(yōu)良率有所增加，空氣質量略有改善；宜賓市區(qū)2018年、2019年各項污染物濃度減低，優(yōu)良天數(shù)明顯增加，優(yōu)良率穩(wěn)步提升，環(huán)境空氣質量改善明顯。

4.2 宜賓市大氣污染防治行動對空氣質量的影響

通過比較宜賓市區(qū)2017年1～6月和2018年1～6月的AQI及各項空氣監(jiān)測指標變化情況，宜賓市區(qū)2017年1～6月優(yōu)良天數(shù)129天，重度污染7天，嚴重污染3天；2018年1～6月優(yōu)良天數(shù)124天，重度污染4天，無嚴重污染出現(xiàn)情況（詳見圖5）。2018年1～6月與2017年1～6月相比CO、S02、PM10、PM2.5共4類污染物濃度分別降低22.24%、10.3%、9.0%、18.6%；NO2濃度同比增加1.9%、O3濃度同比增加14.5%；宜賓市區(qū)2018年1～6月優(yōu)良率同比下降3.9%（詳見圖6）。從統(tǒng)計分析結果來看，《防治行動計劃方案》實施后宜賓市區(qū)優(yōu)良天數(shù)略有下降，輕度污染、中度污染天數(shù)增加，重度、嚴重污染天數(shù)降低，重度污染及嚴重污染情況明顯好轉。該方案的實施對本市重污染天氣的防控具有較為顯著的有益影響。

圖5 2017年和2018年AQI類別天數(shù)統(tǒng)計

圖6 2018年與2017年污染物及優(yōu)良率改善百分比

通過對比2019年7～12月和2018年7～12月AQI及各項空氣監(jiān)測指標變化情況，宜賓市區(qū)2018年7～12月優(yōu)良天數(shù)160天，輕度污染21天，中度污染3天，無重度、嚴重污染出現(xiàn)情況；宜賓市區(qū)2019年7～12月優(yōu)良天數(shù)166天，輕度污染12天，中度污染6天，無重度、嚴重污染出現(xiàn)情況，優(yōu)良率高達90.22%；PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2濃度同比降低8.9%、4.1%、43.4%、10.2%、6.9%、O3濃度同比增加6.0%（詳見圖7、圖8）。從統(tǒng)計分析結果來看，《精細化管控方案》實施后優(yōu)良天數(shù)明顯增加，污染天數(shù)明顯減少，該方案的實施對宜賓大氣污染物防控具有顯著的正效應。

圖7 2018年7～12月和2019年7～12月不同AQI類別天數(shù)統(tǒng)計

圖8 2019年7～12月對比2018年7～12月污染物及優(yōu)良率改善百分比

5 結論

本文利用環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析宜賓大氣污染物和空氣質量時間變化特征，對照空氣污染防控政策實施前后AQI、污染物濃度及優(yōu)良率變化情況，得出如下結論：

（1）宜賓市區(qū)年內PM2.5、PM10、CO、NO2濃度月均值呈“U”型分布；SO2濃度呈“W”型分布；O3濃度呈倒“U”型分布，近五年PM2.5、PM10、SO2月均濃度逐年降低，CO、NO2月均濃度2015-2017年呈上升趨勢，2017～2019年逐年降低，O3濃度整體呈現(xiàn)上升趨勢。2015～2019年宜賓市AQI值呈現(xiàn)冬秋高、春夏低的趨勢，AQI日平均最大值是327達到嚴重污染，最小值為16，近5年均值為77。

（2）空氣污染天數(shù)2015～2016年上升，2016～2019年逐步下降；空氣質量優(yōu)良率在2015～2016年下降，2016～2019年上升，空氣質量逐步改善；PM2.5是宜賓城區(qū)出現(xiàn)次數(shù)最多的首要污染物，5年共出現(xiàn)976天，PM2.5在2015～2016年做為首要污染物天數(shù)上漲，2016～2019年作為首要污染物天數(shù)呈下降趨勢。

（3）《宜賓市2017年度大氣污染防治行動計劃方案》《大氣污染防治精細化管控方案》實施后，宜賓市空氣質量優(yōu)良天數(shù)有所上升、污染天數(shù)有所下降，重度污染及嚴重污染情況明顯好轉，各類污染物濃度均有所下降。根據(jù)統(tǒng)計分析結果，防控政策的實施對宜賓市大氣污染防治具有較為顯著的有益影響。

（4）通過監(jiān)測統(tǒng)計結果，O3濃度在統(tǒng)計目標年限期間有所上升，應在接下來工作中重點關注O3的防治與管控的相關研究。