西藏自治區大氣環境質量現狀及其未來展望

格桑德吉 李佩航 賈慧 阿瓊

摘要：通過采集2015—2021年西藏自治區共7個城市和地區的SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等濃度實時監測數據，對污染物的污染特征與現狀進行了分析。結果表明：PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO年均濃度的變化情況較為穩定，O3和NOX濃度呈上升趨勢，O3-8h平均濃度由2015年的105 μg/m3上升到2021年的124 μg/m3，O3超標污染天數主要出現在5—8月份；PM2.5月均濃度變化呈現顯著的季節差異，每年夏季（7—9月）PM2.5的含量較低，11月—次年3月含量較高；大氣綜合污染指數都＜5，優良天數比率98.5%～99.7%。統計年份中，各年度O3和2015年、2016年PM2.5年均濃度達到Ⅱ級標準，其余4項評價指標年均濃度均達到I級標準，全區環境空氣質量持續保持良好。拉薩市和昌都市的NO2/SO2的比值較大，而那曲市和阿里地區的NO2/SO2的比值較小。

關鍵詞：大氣環境；污染特征；現狀分析；評價；西藏自治區

中圖分類號：X51文獻標志碼：A文章編號：1673-9655（2023）01-0-08

0 引言

西藏自治區是中國五個少數民族自治區之一。西藏位于青藏高原西南部，平均海拔在4000 m以上，素有“世界屋脊”之稱。西藏下轄6個地級市，1個地區。近年來，自治區的大氣環境質量得到有效的提升[1，2]，為經濟和社會的發展提供了良好的基礎。然而，大氣顆粒物污染如揚塵等，在春冬兩季氣象條件不利的情況下時有發生。大量有害物質吸附在可吸入顆粒物上，對人體健康造成較大的危害[3，4]。此外，西藏自治區大氣中臭氧的含量顯著增高[5]。近年來，自治區機動車保有量升高，增加了氮氧化物排放量，進而通過光化學反應生成臭氧，這也是造成臭氧污染的一個原因。臭氧作為大氣二次污染物，當濃度過高時就可能會引起人體神經系統、呼吸系統等方面的疾病，甚至會誘發癌變、破壞人體免疫系統等。除了危害人體健康外，還會危害農作物等等[6，7]。SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等為大氣的主要污染物[8]，這些氣體污染物的濃度隨季節變化而變化[9]，因時空不同而表現出不同的分布特征[10]，因此掌握其變化規律與時空分布特征，以及解析其變化成因對提高西藏自治區大氣環境質量具有重要的現實意義。

本文對來自于西藏自治區大氣環境自動監測站的大氣污染物監測數據進行整理和分析，該批數據為 2015—2021年期間實時監測的大氣中SO2、PM2.5、PM10、NO2、NO、CO和O3-8h的濃度值。西藏自治區大氣環境自動監測站分布如圖1所示。通過對數據的整理和分析，準確反映自治區大氣污染物的變化特征，并通過大氣污染指數分析方法對西藏自治區大氣環境質量進行污染等級評價，為未來做好大氣環境管理提供可更新的數據資源，最終為保護西藏自治區的生態環境提供科學依據。

1 空氣質量綜合指數分析方法

（1） 各污染物單項指數計算方法

Pi = Ci / Si

式中：Pi—某種污染物的單項污染指數；Ci——污染物 i 的濃度值，當 i 為 SO2、NO2、PM10及PM2.5時，Ci為月均值，當 i 為 CO 和 O3時，Ci為特定百分位數濃度值；Si—《GB 3095-2012環境空氣質量標準》中相應污染物 i 的年均值二級限值標準。

（2）環境空氣質量綜合指數計算方法

式中：P—環境空氣質量綜合指數；Pi—污染物的單項污染指數，n—污染物項目；環境空氣質量綜合指數數值越大表明綜合污染程度越重。

2 大氣污染物的規律分析

2.1 污染物年均濃度變化及達標情況

2015—2021年自治區的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO年均濃度的變化較為穩定（見圖2）。2015年這5種污染物的年均濃度分別為16 μg/m3、32 μg/m3、14 μg/m3、14 μg/m3和2.2 mg/m3，而2020年為10 μg/m3、23 μg/m3、7 μg/m3、12 μg/m3和0.9 mg/m3），這些污染物濃度的變化說明了空氣質量的逐步改善。與這5種污染物的年變化趨勢相反，西藏自治區的O3和NOX濃度呈上升趨勢，O3-8h 平均濃度由2015年的105 μg/m3上升到2021年的118 μg/m3（低于國家二級標準限值160 μg/m3）。綜合來看，7種污染物在2015—2021年的年均濃度值均在標準值以下，達標壓力較小。

2.2 污染物在不同地區的分布

2015—2021年，西藏自治區7地市所在城市大氣污染物濃度年際變化不大 （見圖3及表1）。那曲市和拉薩市各項污染物的單項污染指數較高，綜合指數也在7地市中相對靠前。拉薩市的NO2和O3濃度較高，林芝市的O3濃度較高，那曲市的NO2和PM10濃度較高，日喀則市的O3和昌都市的CO和O3含量較高。這可能與日照強度、日照時間等因素相關，西藏是全國太陽輻射最強的地方，特別是拉薩市，全面的輻射總量達到195 kcal/m2，日照強度達到8.2 h/d，為同緯度成都市的2.4倍。

2015—2021年，山南市、阿里地區大氣環境中NO2/SO2的比值較為平穩，那曲市大氣環境中NO2/SO2的比值逐漸升高，昌都市大氣環境中NO2/SO2的比值最大，拉薩市和日喀則市大氣環境中NO2/SO2的比值先增加后減少，林芝市大氣環境中NO2/SO2的比值逐漸減少。拉薩市和昌都市的NO2/SO2的比值較大，而那曲市和阿里地區的NO2/SO2的比值較小。這與城市機動車保有量激增，氮氧化物排放量增加相關。

2.3 全區污染物濃度變化趨勢

2015—2021年西藏自治區PM2.5月均濃度變化呈現顯著的季節差異，每年夏季（7—9月）PM2.5的含量較低，11月—次年3月含量較高（見圖4）。這與PM10的數據變化趨勢相一致。西藏自治區NO2含量在11月—次年2月較高，與PM2.5變化趨勢一致。與PM2.5和NO2的月份變化相反，O3污染天次主要出現在5—8月。這可能是因為西藏氣溫夏天最高，且每年90%的雨量集中在6—9月，夏季雷雨天氣產生的電荷可以使氮氣和氧氣分解到原子狀態，有利于臭氧的形成。此外，西藏自治區冬天最低氣溫較低，在氣候較為溫和的拉薩市，年平均氣溫為7.5℃，比相同維度的平原低8～9℃，且冬季多采用集中供暖[11]。有些老舊城區沒有集中供暖，采暖期用燒煤炭進行取暖，易引起CO和NO2等排放量的增加。西藏地處西南季風環流下游，南亞周邊國家的有機污染物（臭氧前體物）通過大氣環流跨界傳輸，到達西藏上空后，在日照時間長和紫外線強等特定氣象條件影響下，促進臭氧的生成。另外，阿里等地區由于海拔高和氣壓低，更容易受到大氣平流層臭氧入侵的影響，造成臭氧濃度超標。

2.4 大氣環境質量評價

2.4.1 濃度評價

自2015—2021年全區環境空氣質量總體來看，那曲市2015和2016年環境空氣中的SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的年均濃度相對于其它地市都較高。那曲市SO2年均濃度2021年較2015年下降75%；那曲市NO2年均濃度2021年較2016年下降39.1%；那曲市的PM10和PM2.5年均濃度2021年較2015年分別下降55.9%和39.4%；那曲市和阿里地區O3年均濃度有上升趨勢，兩地市的O3年均濃度2021年較2015年分別上升40.0%和60.0%；2015—2021年的西藏自治區環境空氣優良天數年比率為98.5%～99.7%（見表1）。各年度O3和2015年、2016年PM2.5年均濃度達到Ⅱ級標準，其余4項環境空氣質量評價指標年均濃度均達到I級標準（見表1），各年度全區環境空氣質量達到Ⅱ級標準。

2.4.2 空氣質量排名

2015—2021年，按照城市空氣質量綜合指數評價，西藏自治區七地市中空氣質量較好的市為林芝市、山南市，拉薩市和那曲市空氣質量排名相對較后（見表2）。其中，拉薩市作為全國168個城市之一，2021年空氣質量排名第二位。

3 西藏自治區7地市 PM2.5和 PM10的回歸分析

對PM2.5和PM10的斜率進行比較（見圖5），判斷大氣中細顆粒物在可吸入顆粒物中的比例，得出細顆粒物與粗顆粒物的比值關系。6個地級市和1個地區2015年到2021年的比值在0.35～0.50；回歸方程為在PM2.5=0.35PM10到PM2.5=0.50PM10，（R2=0.89～0.97，相關性P<0.05）PM2.5在PM10中占比較高，細顆粒物濃度低于顆粒物（PM10），約占35%～50%，是西藏大氣環境監測中重點關注的對象。

西藏自治區2015—2021年大氣環境中PM10年均濃度呈現下降的趨勢，PM2.5的年均濃度從2015—2016年呈下降趨勢，在2017以后沒有明顯變化。這可能是由于隨著自治區經濟水平的發展不斷提高（見表3），非再生能源（耗竭性能源）消費量逐漸下降，導致PM10含量也隨之降低。此外，由于近年來植被覆蓋率提高，地表裸露的塵土及沙石，被植物固定遷移，不易隨風飄向空中，對大氣環境產生了積極的作用。

值得注意的是，PM2.5濃度逐年下降通常會導致近地面輻射增強，有利于O3生成，但影響較小，不是O3濃度升高的主要原因。

4 結論與建議

（1）2015—2021年，根據《GB 3095-2012環境空氣質量標準》，西藏自治區環境空氣質量達到Ⅱ類標準，西藏自治區總體空氣環境質量持續保持良好；西藏自治區從2014年開始，逐步推進天然氣的使用，大氣環境中PM10和PM2.5的排放得到了有效控制。

（2）西藏地區整體空氣質量相對其他省市較好，但是O3污染問題卻不可忽視。受當地特殊氣候條件和平流層輸入的影響，O3呈明顯增高趨勢。

（3）NO2的單因子污染指數2016年最高，拉薩市和那曲市均超過0.5。拉薩市和那曲市機動車數量的增加，使得大氣環境中NO2排放顯著增加。

（4）拉薩市區大氣環境中PM10和PM2.5主要受自然因素影響比較明顯。

綜上，西藏自治區大氣環境質量保持著清潔狀態，但是由于地理及氣候的影響，大氣物質擴散條件不夠理想，需要加大大氣環境質量保障措施，加大大氣環境保護相關法律和科學知識宣傳力度[4]，引導相關企業做到環境安全管理，倡導群眾低碳出行，做好清潔能源推廣工作；另外，建議配置大氣環境走行監測車，在臭氧高值區域及時開展臭氧的高空移動監測，開展臭氧來源解析，進一步探究臭氧的來源及分布特征。

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