玉溪市主城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量特征分析

楊婷婷 嚴(yán)谷芬 邱飛

摘 要：為研究玉溪市主城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量特征，選取玉溪市2021年三個國控環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)，對玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢、污染特征及影響因素進行分析。結(jié)果表明，2021年玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量總體較好，各項污染物年均濃度均達到二級要求，優(yōu)良天數(shù)比例達99.2%，未出現(xiàn)中度及以上污染；主要污染物為O3，占74％，其次是PM10和PM2.5。1—4月及12月是環(huán)境空氣質(zhì)量相對較差的月份，冬春季污染明顯高于夏秋季。在東南亞國家春季生物質(zhì)燃燒、生產(chǎn)、生活和氣象因素綜合影響下，以臭氧為主、顆粒物為輔的復(fù)合型污染態(tài)勢初顯。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣質(zhì)量；污染特征；分析；復(fù)合型污染；玉溪市

中圖分類號：X51文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1673-9655（2023）02-0-04

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，伴生的環(huán)境問題正受到人們的廣泛關(guān)注。在眾多環(huán)境污染問題中，大氣污染問題顯得尤為突出，直接影響人們的視覺觀感，對公眾的生產(chǎn)生活和身體健康也有著較大影響。環(huán)境空氣質(zhì)量的科學(xué)監(jiān)測評價以及信息公開，是為公眾提供健康參考的有效方式，是了解城市大氣污染現(xiàn)狀及其污染特征、分析城市大氣污染成因、掌握污染變化趨勢的重要前提，可為城市環(huán)境空氣改善提供技術(shù)支撐。

玉溪市位于云南省中部，地理位置優(yōu)越，是云南重要的交通樞紐，連接著南亞、東南亞等地，經(jīng)濟發(fā)展勢頭強勁。中心城區(qū)位于紅塔區(qū)中央，海拔1630 m，境內(nèi)四面環(huán)山。受暖濕氣流影響，一年中干濕季節(jié)較為分明，干季一般在11月—次年4月，雨季5—10月；常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。玉溪氣候溫和，屬中亞熱帶濕潤冷冬高原季風(fēng)氣候，多以春秋氣候為主導(dǎo)，立體氣候變化特征明顯。近年來，玉溪市發(fā)展速度加快，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化迅速推進，城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量問題不容忽視，污染天氣隱患依然存在 [1-2]。

文章以玉溪市主城區(qū)2021年環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對玉溪市環(huán)境空氣質(zhì)量基本狀況及變化趨勢特征進行了分析，對可能影響環(huán)境空氣質(zhì)量的因素進行了梳理，以期為玉溪市環(huán)境空氣質(zhì)量改善提升提供基礎(chǔ)支撐。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

玉溪市城區(qū)共有東風(fēng)水庫、玉溪一中和文體中心3個國控環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站點，分別對玉溪市城區(qū)三個主要片區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量進行監(jiān)測。研究數(shù)據(jù)源來自云南省環(huán)境空氣質(zhì)量月報和全國城市空氣質(zhì)量實時發(fā)布平臺。

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

文章中分析的監(jiān)測項目即二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、可吸入顆粒物（PM10）和細(xì)顆粒物（PM2.5），為《GB 3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）[3]中要求的6項基本項目。日評價按《HJ 633-2012環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》 [4]進行。按《城市環(huán)境空氣質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定》對環(huán)境空氣質(zhì)量進行綜合指數(shù)評價。

2 環(huán)境空氣質(zhì)量特征

2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量總體現(xiàn)狀

2021年，玉溪市城區(qū)SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3的年平均濃度分別為9 μg/m?、20 μg/m?、36 μg/m?、21 μg/m?，0.9 ㎎/m?、84 μg/m?，均能達到或優(yōu)于《標(biāo)準(zhǔn)》二級要求。AQI范圍為15～133，2021年玉溪市環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)有效天數(shù)為365 d，按照《標(biāo)準(zhǔn)》及其修改單的相關(guān)要求進行評價，其中228 d優(yōu)、134 d良、3 d輕度污染，空氣質(zhì)量優(yōu)良率為99.2％。如圖1所示，從2021年玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量級別狀況中可以看出，評價級別為優(yōu)的天數(shù)占比達62.5%，良的天數(shù)占比36.7%，輕度污染的天數(shù)占比0.8%，全年未出現(xiàn)中度及以上污染天氣，玉溪市環(huán)境空氣質(zhì)量總體較好。

2.2 環(huán)境空氣首要污染物情況

AQI是環(huán)境空氣質(zhì)量日評價的重要指標(biāo)，當(dāng)＞50時，IAQI最大的污染物為首要污染物。如圖2所示，臭氧作為首要污染物的天數(shù)有104 d，占74%；PM2.5作為首要污染物的天數(shù)有18 d，占13%；PM10作為首要污染物的天數(shù)有18 d，占13%。SO2、NO2及CO則未作為首要污染物出現(xiàn)過，說明造成玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣污染的主要污染因子為O3，其次為PM10和PM2.5，而SO2、NO2及CO對空氣污染的貢獻較小。與20世紀(jì)初的煤煙型污染不同，玉溪市環(huán)境大氣污染呈現(xiàn)出以臭氧為主，顆粒物為輔的復(fù)合型污染，這可能與近年來能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整有關(guān)。

在污染物的IAQI＞100（即出現(xiàn)輕度及以上污染）時，該污染物被稱為超標(biāo)污染物，進一步分析環(huán)境空氣質(zhì)量中各首要污染物出現(xiàn)情況，結(jié)果見表1?？梢?，在超標(biāo)天數(shù)中，臭氧依然是主要污染物。

2.3 環(huán)境空氣污染時間和空間分布特征

2.3.1 污染物月變化特征

分析2021年玉溪市城區(qū)主要環(huán)境空氣污染物濃度月變化趨勢，發(fā)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)變化范圍在1.57～4.56，其中空氣污染最嚴(yán)重的月份為3月（綜合指數(shù)4.56），而10月（綜合指數(shù)1.57）則為空氣質(zhì)量最優(yōu)的月份。從圖3可以看出，1—4月及12月是環(huán)境空氣質(zhì)量相對較差的月份。除2月和3月出現(xiàn)輕度污染，天數(shù)分別為1 d和2 d，其余月份的優(yōu)良率均在100%。

2.3.2 污染物季節(jié)變化特征

圖4表明，玉溪市城區(qū)SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO及O3的季節(jié)變化特征為春季、冬季明顯高于夏季和秋季。其中PM10及PM2.5值的變化較大，春季和冬季明顯高于夏季和秋季，變化趨勢為春季＞冬季＞秋季＞夏季，受氣候因素影響較大，春冬季節(jié)，氣溫較低，氣候干燥，揚塵較大，因此顆粒物濃度相對較高、污染較嚴(yán)重; 而夏季和秋季，相對氣壓較低、氣溫較高，日常風(fēng)速大，有利于污染物擴散，同時雨季來臨，降水量增加，空氣得到凈化，空氣中顆粒物濃度大量降低；其次不難看出臭氧的濃度變化春季最高，秋季最低，主要是受春季氣候及污染傳輸?shù)挠绊?，生物質(zhì)燃燒為臭氧生成提供了前體物，而夏季為云南省雨季，臭氧層的太陽輻射降低且伴隨濕沉降作用，臭氧含量降低，到了秋季處于最小值狀態(tài)。

從玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)的季節(jié)變化可以得出，其變化規(guī)律為：春季＞冬季＞秋季＞夏季（圖5）。污染物濃度受氣象條件影響較大，相比春季和冬季，夏季和秋季的擴散條件較好，因此兩個季節(jié)的空氣質(zhì)量也較優(yōu)，而春季氣候干燥，且晝夜溫差大，同時天氣狀況較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)倒春寒及逆溫天氣，不利于環(huán)境空氣中污染物的擴散，因此相對其他季節(jié)污染物濃度較高。 此外，每年3—4月，東南亞國家以及云南省境內(nèi)正值春季秸稈焚燒旺季，在西南季風(fēng)影響下，大氣污染物的遠距離遷移傳輸以及本地積累，為環(huán)境空氣質(zhì)量帶來巨大隱患。

3 環(huán)境空氣污染狀況分析

3.1 工業(yè)生產(chǎn)的影響

城市發(fā)展迅速，早期缺乏合理規(guī)劃，中心城區(qū)工業(yè)企業(yè)數(shù)量較多，尤其是高污染高能耗的水泥廠、造紙廠及鋼鐵廠，能源消耗速度伴隨發(fā)展日益加劇，污染控制難度加大。從玉溪市重點排污單位名錄中可以看出，企業(yè)產(chǎn)生的大氣污染物主要集中在二氧化硫、氮氧化物和顆粒物三種，這些大氣污染物不僅會作為一次污染物直接對大氣造成污染，同時通過大氣中的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)高濃度的氧化劑（臭氧等）及細(xì)顆粒物等二次污染物，加劇大氣污染[5]。

3.2 日常生活的影響

隨著人們生活物質(zhì)水平的提高，出行選擇越發(fā)便利，玉溪市機動車數(shù)量的增長迅速，在新能源汽車還沒有得到完全普及的情況下，依然以油車為主。以化石能源為主要燃料的汽車不僅會向空氣中排放二氧化碳，同時還會產(chǎn)生一氧化碳、細(xì)微顆粒物等污染物，加劇大氣污染。除此之外，居民日常生活如餐飲業(yè)油煙的排放以及居民家中用煤、石油氣、天然氣等燃料的不完全燃燒都會產(chǎn)生大氣污染物。此外，一些缺乏防揚塵措施的施工現(xiàn)場及渣土存放場所等也極易產(chǎn)生揚塵危害，造成大氣污染[6]。

3.3 氣象因素的影響

氣象因素也是影響環(huán)境空氣質(zhì)量的主要因素之一，包括風(fēng)、降水量，溫度、濕度等，在污染源相對穩(wěn)定的狀況下，氣象條件對環(huán)境空氣中的污染物擴散、積累起到一定的作用，從而影響污染物的濃度大小。城市區(qū)域內(nèi)風(fēng)速越大，環(huán)境空氣中的污染物擴散速度就越快，污染物濃度就越低。其中風(fēng)向主要影響空氣中污染物擴散方向，而風(fēng)速大小則對污染物擴散稀釋濃度造成影響。降水對空氣起到凈化作用，尤其對空氣中的懸浮顆粒物尤為明顯，其凈化強度與降水量和持續(xù)時間有關(guān)，因此雨季和降水量較大的時期，環(huán)境空氣中的顆粒物明顯降低。

3.4 區(qū)域傳輸影響

大氣污染不僅與當(dāng)?shù)嘏欧藕蜌庀髼l件有關(guān)，同時也受到區(qū)域污染物傳輸影響。中南半島是全球三大生物質(zhì)燃燒地之一，每年春季，中南半島地區(qū)都會進行大量的生物質(zhì)燃燒活動，該地區(qū)排放的元素碳占了全球的50%，生物質(zhì)燃燒排放大量的氣溶膠顆粒物和CO、SO2、NOx等污染氣體，通過西南季風(fēng)遠距離輸送，對作為季風(fēng)下游的云南地區(qū)的空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響[7]。

4 結(jié)論

（1）2021年玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣總體較好，各項污染物年均濃度均能達到《標(biāo)準(zhǔn)》二級要求。優(yōu)良天數(shù)比例達99.2%，優(yōu)的天數(shù)高達到228 d，超過全年的六成，無中度及以上污染天氣出現(xiàn)。

（2）2021年玉溪市城區(qū)環(huán)境空氣中最主要污染物為O3，占74％；其次是PM10和PM2.5，均占13%；SO2、NO2及CO對空氣污染的貢獻相對較小。以O(shè)3為主，顆粒物為輔的復(fù)合型污染態(tài)勢初顯。

（3）玉溪市城區(qū)空氣質(zhì)量最好的月份為10月，1—4月及12月是環(huán)境空氣質(zhì)量相對較差的月份。玉溪市城區(qū)SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO及O3的季節(jié)變化特征為春季、冬季明顯高于夏季和秋季，O3為春季＞冬季＞夏季＞秋季。環(huán)境空氣污染程度季節(jié)變化規(guī)律為：春季＞冬季＞秋季＞夏季。

（4）對玉溪市環(huán)境空氣質(zhì)量影響最大的因素可能是東南亞國家春季生物質(zhì)燃燒，其次受能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，生產(chǎn)、生活和氣象因素綜合影響下，污染呈現(xiàn)復(fù)合態(tài)勢。因此，綜合考慮本地污染來源和外來傳輸、氣象條件等多方面的影響因素，針對污染物變化趨勢特征及主要污染物質(zhì)，制定具有針對性的政策措施，是下一步環(huán)境空氣改善的必要實施路徑。

參考文獻：

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Abstract： In order to study the characteristics of ambient air quality in the main urban area of Yuxi city， the data of three state-controlled automatic ambient air quality monitoring stations in 2021 were selected to analyze the variation trend， pollution characteristics and influencing factors of air quality. The results showed that in 2021， the ambient air quality in Yuxi city was generally good， the average annual concentration of all pollutants met the second-level requirements of GB 3095-2012， the proportion of good days reached 99.2%， and there was no moderate or above pollution events. The main pollutant was O3， accounting for 74%， followed by PM10 and PM2.5. From January to April and December， the ambient air quality was relatively poor， and the pollution in winter and spring was obviously higher than that in summer and autumn. Under the comprehensive influence of biomass combustion in south-east Asian countries in spring， combining with the production， living and meteorological factors， the composite pollution situation with ozone as the main and particulate matter as the auxiliary has emerged.

Key words： ambient air quality; pollution characteristics; analysis; composite pollution; Yuxi