2018—2023年貴安新區(qū)空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)及污染特征研究

摘要：以貴安新區(qū)為研究區(qū)，分析2018—2023年空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)及污染特征。結(jié)果表明，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量整體呈改善趨勢(shì)，其中NO2和SO2濃度呈顯著下降趨勢(shì)。污染天中，首要污染物以O(shè)3、細(xì)顆粒物（PM2.5）和可吸入顆粒物（PM10）為主，其中以O(shè)3最多（占49.6%～89.5%），其次是PM2.5（占18.5%～33.3%）。根據(jù)污染天數(shù)，首要污染物1—2月和12月以PM2.5為主，3—10月以O(shè)3為主。貴安新區(qū)空氣污染天主要為輕微超標(biāo)（占56.7%），O3污染時(shí)段主要集中在3—5月和8—9月，PM2.5和PM10的污染時(shí)段主要集中在1—2月和12月?？刂芆3和PM2.5輕微超標(biāo)，有助于顯著提高貴安新區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，AQI）的達(dá)標(biāo)率。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；變化趨勢(shì)；污染特征；貴安新區(qū)

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.052

Study on the Change Trends and Pollution Characteristics of Air Quality in Gui’an New Area from 2018 to 2023

WANG Ya

（Gui’an New Area Bureau of Ecology and Environment， Gui’an New Area 550029， China）

Abstract： Taking Gui’an new area as the research area， the change trends and pollution characteristics of air quality are analyzed from 2018 to 2023. The results show that the overall air quality in Gui’an new area is improving， with NO2 and SO2 concentrations showing a significant downward trend. In polluted days， the main pollutants are O3， fine particulate matter （PM2.5）， and inhalable particulate matter （PM10）， with O3 accounting for the most （accounting for 49.6%～89.5%）， followed by PM2.5 （accounting for 18.5%～33.3%）. According to the number of polluted days， PM2.5 is the main pollutant from January to February and December， while O3 is the main pollutant from March to October. The polluted days of air in Gui’an new area are mainly slightly exceeding the standard （accounting for 56.7%）， and the O3 pollution period is mainly concentrated from March to May and August to September， and the pollution periods of PM2.5 and PM10 are mainly concentrated from January to February and December. Controlling slight exceeding of O3 and PM2.5 can significantly improve the compliance rate of the Air Quality Index （AQI） in Gui’an new area.

Keywords： air quality; change trends; pollution characteristics; Gui’an new area

貴安新區(qū)地處貴陽市和安順市的結(jié)合部，是貴州省的重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極和科技創(chuàng)新中心。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，貴安新區(qū)資源需求不斷增加，污染物排放量持續(xù)增加，大氣污染成為貴安新區(qū)迫切需要解決的問題。因此，有必要統(tǒng)計(jì)空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，AQI）值，分析2018—2023年貴安新區(qū)空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)及污染特征，從而加強(qiáng)區(qū)域空氣質(zhì)量管控，提高空氣質(zhì)量。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

空氣污染物的逐日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源于貴安新區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)時(shí)間為2018—2023年，6項(xiàng)常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)分別為細(xì)顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10）、O3、NO2、SO2和CO[1]。

1.2 研究方法

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）與《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）進(jìn)行空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663—2013），采用空氣質(zhì)量綜合指數(shù)進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)。采用OriginPro 8.5軟件對(duì)6項(xiàng)常規(guī)污染物濃度和首要污染物天數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后利用SPSS 20.0軟件進(jìn)行相關(guān)分析，運(yùn)用Spearman秩相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)貴安新區(qū)空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)[2-3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)

2018—2023年，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量變化如表1所示。其間，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)波動(dòng)變化，介于2.49～2.91，總體呈下降趨勢(shì)（秩相關(guān)系數(shù)為-0.657），表明貴安新區(qū)空氣質(zhì)量有所改善，但下降趨勢(shì)不顯著。貴安新區(qū)AQI達(dá)標(biāo)率隨著整體空氣質(zhì)量的改善而提高，呈上升趨勢(shì)（秩相關(guān)系數(shù)為0.657），但上升趨勢(shì)不顯著。2019年，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)達(dá)到最高值（2.91），其AQI達(dá)標(biāo)率為97.1%，為歷史同期最低水平；2022年，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)降至最低值（2.49），其AQI達(dá)標(biāo)率為100%，為歷史同期最高水平。當(dāng)前，貴安新區(qū)整體空氣質(zhì)量的改善與AQI達(dá)標(biāo)率的提升呈現(xiàn)出同步狀態(tài)。

2018—2023年，貴安新區(qū)PM2.5年均濃度、PM10年均濃度和CO年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)分別為-0.177、-0.551和-0.618，年均濃度均呈下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)均不顯著；NO2年均濃度和SO2年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)分別為-0.926、-0.928，年均濃度均呈顯著下降趨勢(shì)，2023年較2018年分別下降25.0%和52.2%；O3年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)為0.086，年均濃度呈上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)不顯著。

2.2 污染特征

2.2.1 首要污染物

分析2018—2023年貴安新區(qū)空氣中首要污染物分布特征。從污染天來看，除2018年有2 d以SO2為首要污染物外，其余年份均以O(shè)3、PM2.5和PM10為首要污染物。以O(shè)3為首要污染物的天數(shù)最多，占比為49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比為18.5%～33.3%，第三是PM10，占比為6.2%～22.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5為主，3—10月首要污染物以O(shè)3為主，PM10逐月變化特征不顯著，1—6月和10—12月以PM10為首要污染物。

2.2.2 污染類型

2018—2023年，貴安新區(qū)共有30 d空氣質(zhì)量超標(biāo)，主要超標(biāo)污染物為O3、PM2.5和PM10。根據(jù)污染天的首要污染物分布，貴安新區(qū)空氣污染演變可分為2個(gè)階段。第一階段為2018—2020年，由O3污染主導(dǎo)，其貢獻(xiàn)率為100%；第二階段為2021—2023年，以大氣復(fù)合污染為主，O3和顆粒物（PM2.5和PM10）為主要超標(biāo)污染物，其中O3和顆粒物對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率分別為45.5%和54.5%。2018—2023年，貴安新區(qū)空氣污染天全部為輕度污染（101≤AQI≤150），無中度及以上污染。同時(shí)，輕度污染主要表現(xiàn)為輕微超標(biāo)，即101≤AQI≤110，占比為56.7%。如果做好預(yù)報(bào)預(yù)警，采取有效管控措施，將輕微超標(biāo)天空氣質(zhì)量控制在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率能夠提升0.55%～1.64%，其中2021年優(yōu)良率提升幅度最大（1.64%），其次為2019年（1.10%）。因此，控制PM2.5和O3輕微超標(biāo)能夠顯著提升貴安新區(qū)AQI達(dá)標(biāo)率。

2.2.3 污染時(shí)段

2018—2023年，貴安新區(qū)CO、NO2和SO2各月濃度均較低，均在達(dá)標(biāo)線以下。PM2.5和PM10月均濃度變化比較一致，PM2.5和PM10的高值時(shí)段主要出現(xiàn)在冬季（1—2月和12月），而低值則主要分布在夏季（6—8月）。經(jīng)分析，貴安新區(qū)地處黔中腹地，冬半年盛行偏北風(fēng)，夏半年盛行偏南風(fēng)，冬半年風(fēng)速普遍弱于夏半年風(fēng)速，因此冬季顆粒物水平擴(kuò)散條件不如夏季，且冬季易受東北部污染氣團(tuán)南下傳輸?shù)挠绊?。同時(shí)，冬季逆溫天氣出現(xiàn)頻繁，大氣邊界層高度低、大氣層結(jié)穩(wěn)定等因素利于大氣中污染物累積，造成冬季顆粒物濃度明顯較高，煤炭的大量消耗、植被減少導(dǎo)致的地表裸露面積增加、降水量少等因素也加重冬季PM2.5和PM10污染。夏季的偏南風(fēng)通常帶來清潔的海洋性氣流，并伴隨著大量水汽，促進(jìn)降水，有利于污染物的清除。此外，高溫、強(qiáng)烈的對(duì)流活動(dòng)以及較大的混合層高度有利于空氣污染物向上擴(kuò)散，導(dǎo)致夏季顆粒物濃度低。

O3主要為二次污染物，其濃度變化與其余5個(gè)因子不同。O3月均濃度變化以雙峰型為主，冬季（1—2月和12月）較低，高值時(shí)段主要集中在3—5月和8—9月。

經(jīng)分析，春季，貴安新區(qū)受東亞和南亞季風(fēng)的影響，溫度在3—5月迅速上升，主汛期尚未到達(dá)，天氣以晴天為主，云量較少，太陽輻射較強(qiáng)。春季，植物長(zhǎng)勢(shì)好，活性高，貴安新區(qū)森林覆蓋率較高，大面積針葉林可排放較多的異戊二烯、萜烯等揮發(fā)性有機(jī)物，同時(shí)氣溫升高、紫外輻射增強(qiáng)致使光化學(xué)反應(yīng)加強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)O3的生成。研究表明，春季對(duì)流層頂折疊會(huì)導(dǎo)致平流層與對(duì)流層空氣交換，造成近地面O3濃度增加，而其他季節(jié)輸送貢獻(xiàn)較小[4-5]。6—7月，氣溫更高，O3濃度反而有所下降，原因可能是貴安新區(qū)在主汛期降雨增多，云量增大，日照減少，輻射減弱，影響光化學(xué)反應(yīng)，阻礙O3的生成。8—9月，受副熱帶高壓西伸北抬影響，日照強(qiáng)度增加，云量減少，風(fēng)力較弱，天氣較為炎熱且降水較少，這種情況易導(dǎo)致貴安新區(qū)出現(xiàn)臭氧污染。冬季（1—2月和12月），受高原地形的影響，貴安新區(qū)長(zhǎng)時(shí)間被云貴靜止鋒控制，天氣以多云或陰雨為主。紫外輻射減弱、日照時(shí)數(shù)減少以及氣溫較低等因素抑制臭氧的生成。

3 結(jié)論

2018—2023年，貴安新區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)年際變化呈下降態(tài)勢(shì)，AQI達(dá)標(biāo)率年際變化呈上升態(tài)勢(shì)，二者同步呈現(xiàn)改善趨勢(shì)，但趨勢(shì)均不顯著。除O3濃度呈上升趨勢(shì)外，其余5項(xiàng)常規(guī)污染物濃度總體表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，尤其是NO2和SO2呈顯著下降趨勢(shì)。2018—2023年，從污染天來看，貴安新區(qū)以O(shè)3、PM2.5和PM10為首要污染物，其中以O(shè)3為首要污染物的天數(shù)最多，占比為49.6%～89.5%，其次是PM2.5，占比為18.5%～33.3%。1—2月和12月首要污染物以PM2.5為主，3—10月首要污染物以O(shè)3為主。貴安新區(qū)空氣污染演變分為2個(gè)階段。一是2018—2020年，由O3污染主導(dǎo)，O3對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率達(dá)到100%；二是2021—2023年，以大氣復(fù)合污染為主，以O(shè)3和顆粒物（PM2.5和PM10）為特征污染物，O3和顆粒物對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率大致接近。貴安新區(qū)空氣污染天主要為輕微超標(biāo)（占56.7%），控制PM2.5和O3輕微超標(biāo)是提升貴安新區(qū)AQI達(dá)標(biāo)率的關(guān)鍵。貴安新區(qū)PM2.5和PM10的高值時(shí)段主要集中在1—2月和12月，O3月均濃度變化以雙峰型為主，高值時(shí)段主要集中在3—5月和8—9月。

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