2013—2019年昆明市官渡區環境空氣質量分析

劉 萍

(昆明市生態環境局官渡分局生態環境監測站，云南 昆明 650000)

0 引言

昆明位于西南云貴高原中部，南瀕滇池，三面環山，屬北緯低緯度亞熱帶-高原山地季風氣候。官渡區位于滇池北岸，是云南省會城市昆明主城區的重要組成部分。2012年《GB 3095-2012 環境空氣質量標準》增設了PM2.5和 O3-8h平均濃度限制兩項指標[1]，并于2013年1月1日在全國實施，昆明市作為當時第一批實施空氣質量新標準的省會城市，于2013年1月1日對外正式發布了新的空氣質量監測數據。本文根據昆明市官渡區2013—2019年國家空氣質量監測數據及降水監測數據，統計分析官渡區環境空氣質量的變化趨勢和現狀，以期為后續大氣污染防治提供資料參考。

1 數據來源與統計方法

1.1 數據來源

2013—2019年國家城市空氣質量監測點昆明市關上點和酸雨國控監測點關上點的數據。

1.2 統計方法

Spearman 秩相關系數計算法，是將兩要素的樣本值按照數據大小順序排列位次，以各要素樣本值的位次代替實際數據而求得的一種統計量。它是反映等級相關程度的統計分析指標。采用 Daniel 的 Spearman秩相關系數法對昆明市官渡區空氣污染變化趨勢進行分析檢驗、計算。

式中：γs-Spearman秩相關系數；n-時間周期的數量，n≥5；Xj-周期j按時間排序的序號，1≤Xi≤n；Yj-周期j內污染物濃度按數值升序排序的序號，1≤Yj≤n。

秩相關系數與相關系數一樣，γs為正時表示正相關，γs為負時表示負相關，當γs> Spearman 相關系數統計表中的顯著性水平時，表明變化趨勢有顯著意義，反之則沒有[2]。

2 環境空氣主要污染物監測結果及分析

2019年昆明市空氣質量在全國168個城市中排名第15名，在全國的省會城市中排第15名。其中，國控監測點官渡區博物館點空氣質量優良率為95.6%。

2.1 環境空氣質量現狀評價

根據《環境空氣質量評價技術規范》對2013—2019年昆明市國控點官渡區關上點的監測結果進行統計并分析[3]，結果見表1。

由表1可知，2013—2019年SO2、CO和O3年評價均達標； 2015—2019年PM2.5、PM10和NO2年均值都達標，但按照《環境空氣質量評價技術規范》進行評價，百分位值未達標，因此綜合評價后除NO2項目2016年達標外，其余年份均不達標[4]。

2.2 環境空氣質量等級情況

2013—2019年昆明市官渡區空氣質量優良率由80.3%大幅提升至95.6%，輕度污染天數由68d下降至15d，中度污染天數由3d降至0天，盡管個別年份存在小幅波動，但是整體而言環境空氣質量有顯著提升。在輕中度污染當中，首要污染物由顆粒物PM10/PM2.5向臭氧O3轉變，首要污染物是顆粒物的天數占輕、中度污染天數由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天數由18.3%上升至93.3%。詳見表2。在空氣質量大幅提升的背景下，顆粒物污染逐漸得到控制，而臭氧污染的問題日益凸顯。

表1 2013—2019年昆明市官渡區環境空氣質量統計

表2 2013—2019年昆明市官渡區空氣質量等級情況表

2.3 環境空氣各指標年度變化趨勢分析

2013—2019年官渡區環境空氣質量各指標變化趨勢評價如表3。SO2、PM10、PM2.5和CO-95顯著下降，NO2趨勢下降但并不顯著，O3趨勢上升但不顯著。在趨勢不顯著的數據系列中，NO2出現連續3個及以上并列值，Spearman秩相關系數法不能很好地判斷變化趨勢，O3-90呈現上升又下降的V字型變化趨勢，為了更直觀地反映近年來各指標年均值的變化趨勢，作圖1 。

由圖1可知，近年來除臭氧O3指標經過先下降又上升的V字型趨勢外，SO2、CO、 PM2.5、PM10和NO2都在呈下降趨勢。

表3 2013—2019年官渡區環境空氣質量各指標變化趨勢評價表 (μg/m3)

2.4 2019年環境空氣各指標月際變化趨勢分析

將2019年每日的環境空氣各指標濃度值按月進行算術平均得到月均值，通過折線圖的方式得到2019年環境空氣各指標的月均值變化趨勢圖。由圖2可見，O3、 PM2.5、PM10和NO2濃度從1月份開始逐漸升高，3—5月達到峰值，然后逐漸下降，到7月達到低谷，7—12月又逐漸上升，在5—8月雨季期間呈倒V字型。按照昆明的氣候特征，3—5月干燥少雨，紫外線強，因此顆粒物和臭氧濃度值高，10—12月也是干燥少雨，且冬季易形成逆溫層，不利于污染物流通擴散，也容易導致污染物濃度升高。5—8月雨季期間，降雨量和降水頻次的增加，沖刷稀釋了空氣中顆粒物，從而使其濃度值降低，同時雨季期間云量增加，太陽直射降低，減輕了臭氧污染[5]。

3 降水監測結果及分析

2019年，昆明市官渡區國控酸雨監測關上點降水監測總計29次，總降水量為 746.60mm，pH值為7.58，陰離子含量順序為：硫酸根>硝酸根>氯離子>氟離子，其中以硫酸根和硝酸根為主，且硫酸根與硝酸根當量濃度之比為1.755，介于0.5～3.0，表明官渡區降水為硫酸硝酸混合型。陽離子含量依次為：鈉離子>鈣離子>銨離子>鉀離子>鎂離子，以鈉離子含量為主[6]。

3.1 2013—2019年降水監測總體情況

2013—2019年降水監測數據統計見表4。2013—2019年官渡區降水量在612.2～1071.5mm，2014年最多，2017年最少。降水pH在6.32～9.01，均好于酸雨限值5.6。酸雨頻率為0，屬于非酸雨區，降水pH值年際變化見圖3。

表4 2013—2019年降水監測數據統計 (mg/L)

3.2 2013—2019年降水化學組成

整體而言，降水中離子化學組成較穩定，降水中陰離子當量濃度排列順序為：硫酸根>硝酸根>氯離子>氟離子，陽離子當量濃度排列順序為：鈉離子>鈣離子>銨離子>鉀離子>鎂離子。

3.3 主要污染物與機動車數量的關系

4 結論與建議

(1)在空氣質量大幅提升的背景下，顆粒物污染逐漸得到控制，而臭氧污染的問題日益凸顯。

2013—2019年昆明市官渡區空氣質量優良率由80.3%大幅提升至95.6%，輕度污染天數由68d下降至15d，中度污染天數由3d降至0天。2013—2019年SO2、PM10、PM2.5年均值和CO-95顯著下降，NO2趨勢下降但并不顯著，O3趨勢上升但不顯著。在輕中度污染天數當中，首要污染物由顆粒物PM10/PM2.5向臭氧O3轉變，首要污染物是顆粒物的天數占輕、中度污染天數由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天數由18.3%上升至93.30%。

對策：繼續鞏固顆粒物治理成效，加強臭氧污染防治。加強建筑施工和道路施工管理，施工過程中，必須要求搭建圍欄，用防塵網遮擋及采取灑水的措施控制建筑、施工等動土工程中的揚塵; 加強運輸渣土車輛密閉管理，運輸過程中車輛必須加蓋，以避免渣土潑灑; 風速大的時候，必須及時對路面進行灑水; 加強城區綠化管理，在土地資源有限的前提下，可結合垂直綠化的方式，增加城市道路的綠化率。

O3的前體物是氮氧化物NOX和揮發性有機物VOCS，紫外輻射強、高溫、低濕的條件下容易生成O3，在區域范圍內實施揮發性有機物VOCS治理，產生揮發性有機物廢氣的生產和服務活動應當在密閉空間或者設備中進行，按照規定安裝、使用污染防治設施；無法密閉的，應當采取收集罩收集處理、水霧等措施減少有機物廢氣的排放量。減少汽車尾氣排放[7]。

(2)環境空氣各指標的月際變化規律呈現春季3—5月和冬季10—12月易污染物濃度升高，雨季5—8月污染物濃度達到全年低值的規律。

對策：在原有的大氣污染防治措施基礎上，加強春冬兩個干燥季節顆粒物的控制，增加城市道路霧炮車的運行頻次，積極落實顆粒物控制的各項措施。在春夏季紫外線強的季節，進一步警惕臭氧的污染。

對策：為了減少汽車尾氣污染，加快城市公共交通的發展，完善綠色大公交系統，積極推進低碳出行; 加強對機動車尾氣污染監督管理，對機動車尾氣開展環保年檢和抽檢工作。