文山州城市環(huán)境質(zhì)量時(shí)空分布特征分析

王虹

（昆明陽(yáng)光恒業(yè)環(huán)境工程有限公司，云南 昆明 650118）

0 引言

大氣環(huán)境污染問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)社會(huì)粗放發(fā)展的必然產(chǎn)物，同時(shí)也是制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的因素之一。2012年以來(lái)，全國(guó)接連發(fā)生大范圍、長(zhǎng)時(shí)間、高濃度空氣污染過(guò)程[1-4]，嚴(yán)重影響了人們的身體健康以及生產(chǎn)生活，大氣污染問(wèn)題逐步成為輿論熱點(diǎn)[5-7]。空氣污染每年造成約370萬(wàn)人死亡[8]。對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析，是掌握和了解城市或區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況、改善區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量，找出存在關(guān)鍵問(wèn)題及制定相關(guān)管理政策措施的前提條件和必要步驟。文山州地處云南省東南部，地勢(shì)西北高、東南低，山區(qū)和半山區(qū)占總土地面積的97%，境內(nèi)海拔高差大，垂直山地氣候明顯。雨量充沛，但分布不均，西南部多，東北和中西部較少，氣候干濕季分明；5—10月為雨季，雨量占全年雨量的80%以上；11月—次年4月為干季。冬季氣溫較高，春季氣溫回升快，夏季高溫不強(qiáng)，文山州大部分地區(qū)冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑。全年多為偏東南風(fēng)。與其他高原山地城市一樣，有著與平原地區(qū)差異巨大的地理、氣象等條件。本文對(duì)文山州2020年環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀、污染特征進(jìn)行分析，以期對(duì)其他復(fù)雜地形及高原山地城市污染特征分析提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及方法

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

文山州共有9個(gè)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，其中文山市有國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，詳見(jiàn)圖1。從2015年開(kāi)始按照《GB 3095-2012 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》開(kāi)展監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，2018年8月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《GB 3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》修改單，該標(biāo)準(zhǔn)修改單自2018年9月1日起實(shí)施。為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性，文章所引用數(shù)據(jù)中，2018年9月之前的標(biāo)況數(shù)據(jù)為實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，9月之后為根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范轉(zhuǎn)換得來(lái)的標(biāo)況數(shù)據(jù)。

1.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)方法

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為2020年文山州環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站日均值數(shù)據(jù)，基本監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)項(xiàng)目包含二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）和一氧化碳（CO）6項(xiàng)污染物的日均濃度值。

根據(jù)《GB-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及《城市環(huán)境空氣質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定》對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用Microsoft excel、ArcGIS軟件對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析處理。

2 結(jié)果分析

2.1 城市環(huán)境空氣質(zhì)量總體情況

2020年，文山市優(yōu)良天數(shù)比例為98.7%，共出現(xiàn)輕度污染4d，首要污染物均為PM2.5，分別為3月27—30日，超標(biāo)倍數(shù)分別為0.07、0.39、0.49、0.23倍，文山環(huán)境空氣質(zhì)量總體保持優(yōu)良，環(huán)境空氣質(zhì)量日歷，詳見(jiàn)圖2。2020年，7個(gè)縣環(huán)境空氣PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO年均濃度值除西疇縣達(dá)到《GB 3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其他縣均達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。硯山縣空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率為98.9%，輕度污染4d，硯山縣首要污染3d為PM2.5，1d為SO2；馬關(guān)縣和丘北縣均為99.4%，輕度污染均為2d，首要污染物均為PM2.5；西疇、麻栗坡、廣南和富寧縣均為100%。污染物濃度受到污染源排放和氣象因子等諸多因素影響，各項(xiàng)污染物的濃度具有不同的時(shí)間變化特征和空間分布特點(diǎn)，O3因?yàn)槠渖蓷l件的特殊性，具有夏季高、冬季低的季節(jié)分布特征，而其他四項(xiàng)污染物表現(xiàn)為春、冬季濃度較高，夏季相對(duì)較低，在3—4月呈現(xiàn)出以PM2.5和O3為首要污染物交替或混合出現(xiàn)的情況。

圖2 文山市2020年環(huán)境空氣質(zhì)量日歷圖

文山市2020年P(guān)M2.5平均濃度為23μg/m3，較2015年的31μg/m3下降25.8%。從文山州2020年P(guān)M2.5均值與過(guò)去3a均值的距平可以看出，除硯山縣和馬關(guān)縣濃度較常年略有上升外，其余各縣均較常年濃度呈現(xiàn)下降，詳見(jiàn)圖3。按照城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)評(píng)價(jià)，2020 年全州綜合指數(shù)為2.25，各縣（市）綜合指數(shù)最大值為廣南縣2.43，最小值為西疇縣1.84。

圖3 文山州2020年P(guān)M2.5濃度均值與近3a距平

2.2 主要污染物相關(guān)性分析

分別對(duì)2019年、2020年文山州水務(wù)局及市便民服務(wù)中心2個(gè)國(guó)家空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.5污染物濃度數(shù)據(jù)與氣象參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性研究，結(jié)果見(jiàn)表1。在各項(xiàng)污染物中，O3與濕度的相關(guān)性最明顯，為較強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在-0.650～-0.768，與氣壓、氣溫和風(fēng)速的相關(guān)性不明顯，PM2.5與濕度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，SO2、NO2、CO和PM10污染物濃度與氣壓、氣溫、濕度和風(fēng)速這些氣象因素為弱相關(guān)關(guān)系，peason系數(shù)均＜±0.5。濕度對(duì)顆粒物及臭氧協(xié)同防治具有一定作用。

表1 文山州國(guó)控點(diǎn)污染物與氣象要素相關(guān)性分析

2.3 污染時(shí)段分析

隨著雨季結(jié)束，自11月8日起，文山O3與PM2.5濃度有所上升，出現(xiàn)部分時(shí)段小時(shí)濃度超標(biāo)現(xiàn)象，見(jiàn)圖4。

圖4 近期污染物變化情況

從天氣形勢(shì)看，在此期間受到副熱帶高壓影響，文山地區(qū)為晴熱天氣，加之北下弱冷空氣與秋冬氣溫日較差大，容易引起逆溫，使得污染物在部分時(shí)段累積出現(xiàn)上升的情形，見(jiàn)圖5。

圖5 近期地面及高空天氣形勢(shì)圖

從近期衛(wèi)星生物質(zhì)燃燒觀測(cè)情況看，境內(nèi)及東南亞國(guó)家仍然存在生物質(zhì)燃燒情況，表2為近期各地生物質(zhì)燃燒火點(diǎn)數(shù)量，在中低空南風(fēng)和東南風(fēng)的影響下，對(duì)污染物傳輸具有一定作用。

表2 各地生物質(zhì)燃燒火點(diǎn)情況

3 結(jié)論

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象要素的總和分析，對(duì)滇東南城市文山州環(huán)境大氣污染現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)文山州環(huán)境空氣質(zhì)量呈現(xiàn)一定特征：

（1）2020年，文山州環(huán)境空氣質(zhì)量總體較好，但部分時(shí)段部分縣市污染天氣隱患依然存在。影響文山州環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染物均為PM2.5、O3和PM10。以PM2.5、O3為主的復(fù)合型、區(qū)域性污染特征有所顯現(xiàn)。污染主要出現(xiàn)季節(jié)在3—5月和11月。

（2）2020年，硯山縣和馬關(guān)縣濃度較常年略有上升，其余各縣均較常年濃度呈現(xiàn)下降，廣南縣空氣質(zhì)量相對(duì)較差，西疇縣空氣質(zhì)量相對(duì)較好。

（3）O3、PM2.5濃度變化與濕度的相關(guān)性最明顯，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，SO2、NO2、CO和PM10污染物濃度與氣壓、氣溫、濕度和風(fēng)速為弱相關(guān)關(guān)系。增加濕度對(duì)顆粒物及臭氧協(xié)同防治具有一定作用，其次本地及東南亞生物質(zhì)燃燒對(duì)文山州環(huán)境空氣污染具有一定影響。