2016-2021年上海市青浦區(qū)空氣質(zhì)量變化特征分析

上海市青浦區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 徐雯暉，王笑晨，王亞靜

一、區(qū)域概況

上海市青浦區(qū)位于東經(jīng)120°53ˊ—121°17ˊ，北緯30°59ˊ—31°16ˊ之間。地處上海市西郊，太湖下游，黃浦江上游。西接浙江和江蘇兩省，是上海市通向內(nèi)地的西大門，更是兩省一市的交通樞紐。

青浦地處長江三角洲，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)為東南風(fēng)，氣候溫和，日照充足，四季分明，雨水充沛。

在實施青浦區(qū)第一輪環(huán)境保護和環(huán)境建設(shè)三年行動計劃的基礎(chǔ)上，2003年青浦區(qū)實施了第二輪環(huán)保和建設(shè)三年行動計劃，經(jīng)過各方努力，收到了明顯成效。

2021年10月，生態(tài)環(huán)境部命名青浦區(qū)為第五批國家生態(tài)文明建設(shè)示范區(qū)。

二、研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于上海市大氣環(huán)境監(jiān)測常規(guī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和政府公開發(fā)布的數(shù)據(jù)資料。以青浦區(qū)2016-2021年連續(xù)5年SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5六 項 空氣污染物的日均質(zhì)量濃度為指標(biāo)，開展環(huán)境空氣質(zhì)量變化特征分析。

（二）評價標(biāo)準(zhǔn)與方法

空氣質(zhì)量評價依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）、《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663-2013）和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633-2012）開展，其中，計算空氣污染物評價濃度時，以O(shè)3-8h代表O3的日評價濃度，其余5項污染物均取日濃度的均值；在評價年度空氣質(zhì)量狀況時，O3以日O3-8h濃度的第90%分位數(shù)為評價值，CO以日均濃度的第95%分位數(shù)為評價值，其余4項污染物均取日濃度的均值。

三、空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢分析（年）

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，2016—2021年青浦區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)優(yōu)良率呈顯著上升趨勢。2021年青浦區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)級別為“一級”的天數(shù)比2016年多29天，“二級”的天數(shù)比2016年多29天，“二級”以上的污染天數(shù)比2016年少59天（表1）。

表1 2016-2021年青浦區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)級別年度對比

2021年，青浦區(qū)SO2、NO2、PM10和PM2.5的年均質(zhì)量濃度分別為 5μg/m3、36μg/m3、46μg/m3和30μg/m3，CO95%分位濃度、O3-8h90%分位濃度分別為0.9㎎/m3和153μg/m3。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，二氧化硫、一氧化碳的年均濃度已連續(xù)六年達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。與2016年相比，2021年二氧化硫的年均濃度下降了64.3個百分點。一氧化碳的年均濃度下降了18.2個百分點（表2）。

表2 2016-2021年青浦區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量各因子年均濃度 （COmg/m3、其余μg/m3）

2016—2021年青浦區(qū)6項空氣污染物的年均質(zhì)量濃度變化趨勢見圖1。其中，2016—2021年，SO2、PM2.5、O3和 CO年均質(zhì)量濃度總體呈下降趨勢，NO2總體呈平穩(wěn)趨勢。2016—2020年P(guān)M10整體呈下降趨勢。2021年P(guān)M10年均質(zhì)量濃度為46μg/m3，高于2020年的 44μg/m3。2020年 NO2和 PM10年均質(zhì)量濃度均低于2019年及2021年。2019年12月19日新型冠狀病毒疫情開始爆發(fā)，2020年2月12日可以說是“封閉式春節(jié)”，自此開始了長達一年的預(yù)防和控制，到2021年有所好轉(zhuǎn)。2020年春天，青浦區(qū)大部分建筑工地、碼頭和堆場長達3個月左右處于停工狀態(tài)。外來務(wù)工人員返滬時間推遲，機動車尾氣污染減少，建筑施工、地面揚塵污染變少。加上2021年受城市逆溫、“熱島環(huán)流”“海陸風(fēng)”“動力效應(yīng)”等諸多氣象因素的影響，致使PM10的擴散能力大大削弱，濃度升高。

圖1 2016-2021年青浦區(qū)主要污染物年均質(zhì)量濃度變化

四、大氣污染物變化趨勢（月）

2016—2021年青浦區(qū)月變化趨勢見圖2。由圖可知，青浦區(qū)6項污染物日均質(zhì)量濃度表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征，其中，SO2、NO2、CO和顆粒物（PM10、PM2.5）濃度變化趨勢較一致，O3變化趨勢與上述5項污染物相反。

圖2 2016-2021青浦區(qū)日均濃度變化趨勢

監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，二氧化氮的濃度呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化趨勢，在夏季較低，春冬季較高，其中2020年2月二氧化氮的24小時平均濃度月均值遠低于近六年同期數(shù)據(jù)，推斷是受疫情影響。

二氧化硫變化趨勢相對平緩，無明顯大幅度波動。

一氧化氮的24小時平均濃度的月均值總體相對平穩(wěn)，呈現(xiàn)出春冬季濃度略高，夏秋季濃度略低的規(guī)律。

臭氧的日最大八小時平均值的年均值呈波動變化，在4-9月較高，在1月和12月較低，季節(jié)變化明顯，呈現(xiàn)夏秋季濃度高，冬季濃度較低的規(guī)律。

可吸入顆粒物的24小時平均濃度在1月、4月和12月相對較高。細顆粒物的24小時平均濃度在1月和12月較高。

五、超標(biāo)因子分析

上海市青浦區(qū)2016—2021年合計的2192天中，超標(biāo)天數(shù)合計438天，主要超標(biāo)因子為O3、PM2.5、PM10和 NO2。其中 O3超標(biāo)237天，超標(biāo)比率為54.1%；PM2.5超標(biāo)175天，超標(biāo)比率為40.0%；PM10超標(biāo)12天，超標(biāo)比率為2.7%；NO2超標(biāo)14天，超標(biāo)比率為3.2%。由此可以看出，臭氧仍然為青浦區(qū)主要污染因子，見表3。

表3 2016-2021年青浦區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物超標(biāo)情況統(tǒng)計

六、氣象因素與顆粒物的關(guān)聯(lián)

氣象條件對污染物的擴散、稀釋和積累的作用已得到普遍公認(rèn)。因此，在污染物一定的條件下，氣象因子的選擇對研究其與污染物質(zhì)量濃度的關(guān)系至關(guān)重要。通過已有期刊文件表明青浦區(qū)屬于復(fù)合型大氣高污染帶，容易受到市區(qū)輸送、長三角區(qū)域輸送和周邊局部地區(qū)污染源輸送影響。根據(jù)青浦區(qū)空氣質(zhì)量自動檢測數(shù)據(jù)可知，當(dāng)發(fā)生中重度污染時，主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)偏北風(fēng)。青浦區(qū)地處兩省一市交界處，易受到周邊環(huán)境因素影響，形成顆粒物濃度累積的現(xiàn)象。加之青浦區(qū)水系豐富，大氣濕度比較高，根據(jù)前期院士工作站的研究表明，西部郊區(qū)顆粒物濃度高于市區(qū)的原因與大氣濕度有一定的關(guān)聯(lián)。

（1）2016—2021年，青浦區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量污染物SO2、O3、PM10、PM2.5和CO濃度總體呈現(xiàn)降低趨勢，NO2總體呈平穩(wěn)變化趨勢。環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)優(yōu)良率呈總體上升趨勢，環(huán)境空氣質(zhì)量整體呈現(xiàn)改善趨勢。

（2）青浦區(qū)空氣污染具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律。二氧化氮在冬季濃度較高，臭氧在夏季濃度較高，可吸入顆粒物和細顆粒物呈現(xiàn)出相似的變化趨勢，在第四季度濃度較高。

（3）環(huán)境空氣污染呈現(xiàn)以細顆粒物和臭氧為主的復(fù)合型污染特征，2016—2021年以臭氧為首要污染物的污染天數(shù)最多，臭氧問題日益突出。另外2021年NO2比率上升，NO2污染不容忽視。

（4）在污染物排放量基本不變的情況下，氣象擴散條件是影響空氣質(zhì)量的直接誘因，2016—2021年降水總量和降水次數(shù)相同比有所升高，逆溫天數(shù)及靜風(fēng)天數(shù)均有所減少，氣象擴散條件有所改善。