高原省份城市空气质量状况统计分析及PM2.5污染水平时空分布

邓 聪,杨善党，王 健，尚 云，曾新宇，向 峰

(云南省环境监测中心站，云南 昆明 650034)



高原省份城市空气质量状况统计分析及PM2.5污染水平时空分布

邓 聪,杨善党，王 健，尚 云，曾新宇，向 峰

(云南省环境监测中心站，云南 昆明 650034)

收集了地处高原的云南省全省8个地级市、8个自治州政府所在地城市共40个监测点2015年全年(2015.01.01—2015.12.31)的大气PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO、O3-8 h日均浓度数据,计算出年均浓度值、空气质量指数AQI，并根据《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》对云南省各州市政府所在地城市空气质量进行评价。PM2.5年均浓度值最高的是文山，为37.89 μg/m3；最低的是丽江，为16.21 μg/m3。空气质量评价结果表明，云南省2015年整体空气质量状况优良，空气质量状况最好的是香格里拉，空气质量指数为35.76；空气质量指数最高的是昭通，为68.26。SO2、NO2与PM2.5的关系呈现正相关，PM10的变化趋势与PM2.5的变化趋势较一致。

高原省份；空气质量；PM2.5；空气质量指数；分布特征

随着工业化和城市化进程的不断加快，经济社会迅速发展的同时带来了城市人口增长、能源消耗增加、污染物质的排放等一系列环境问题[1]。大气污染已成为影响城市环境质量、制约经济社会持续发展的重要问题。如今，人们生活水平不断提高，对生活质量的要求也越来越高，空气质量的好坏尤其是大气细颗粒物(PM2.5)浓度已成为人们日常生活关注的焦点[2]。PM2.5指的是空气动力学直径不大于2.5 μm 的悬浮颗粒物，它的粒径小，比表面积大 ，容易积聚空气中的有毒有害物质 ，可以通过呼吸进入到人体内，也能进入人的血液和肺泡当中，诱发各种疾病；还严重影响空气的能见度 ，给人们的生活和身体健康带来极大的影响[3]。因此对于PM2.5的污染状况和污染特征的研究是非常有意义的。空气质量指数(Air Quality Index，简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数，针对单项污染物可使用空气质量分指数进行评价。参与空气质量评价的主要污染物为PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO 6项[4]。

1 研究材料和方法

1.1 数据来源

从2015年1月1日起，地处高原的云南全省16个州市政府所在地城市按照国家要求全面执行了《 GB3095-2012环境空气质量标准》 ，对8个地级市(昆明市、曲靖市、玉溪市、保山市、昭通市、丽江市、普洱市、临沧市)、8个民族自治州(红河州、楚雄州、文山州、西双版纳州、大理州、德宏州、怒江州、迪庆州)政府所在地城市共40个监测点的PM2.5等6项指标开展了监测。本文统计了该40个点位2015年全年(2015.01.01—2015.12.31)的大气PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO,O3-8 h日均浓度，进而计算出年均浓度值和AQI指数，并重点对PM2.5进行了时空分析。数据来源为该40个点位环境空气自动站数据。根据《GB3095-2012环境空气质量标准》将PM2.5的日均浓度值限定为75 μg/m3,国家空气质量一级标准PM2.5日均值≤35 μg/m3，国家二级标准为PM2.5日均值≤75 μg/m3，>75 μg/m3则认为超标[5]。

1.2 空气质量指数计算方法

根据《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》：空气污染指数划分为0～50、51～100、101～150、151～200、201～300和>300 6档，空气质量按照空气质量指数大小分为6级，对应空气质量的6个类别。指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体健康的危害也就越大：一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，五级重度污染，六级严重污染[4]。

对照各项污染物的分级浓度限值(AQI的浓度限值参照GB3095-2012，API的浓度限值参照GB3095-1996)，以PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO的实测浓度值(其中PM2.5、PM10为24 h平均浓度)分别计算得出空气质量分指数(Individual Air Quality Index，简称IAQI)：

式中：IAQIP—污染物项目P的空气质量分指数；CP—污染物项目P的质量浓度值；BPHi—相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的高位值；BPLo—相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的低位值；IAQIHi—相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPHi对应的空气质量分指数；IAQILo—相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPLo对应的空气质量分指数。

式中：IAQI—空气质量分指数；n—污染物项目。

AQI是各项污染物的空气质量分指数(IAQI)中的最大值，当AQI>50时对应的污染物即为首要污染物。IAQI>100的污染物为超标污染物。

2 结果与分析

2.1 云南省2015年PM2.5时空分布

图1为各州市2015年年均浓度值。从整体上看，云南省16个州市政府所在地的PM2.5年均浓度值都在40 μg/m3以下，达到了国家二级标准。其中玉溪、丽江、普洱、楚雄、六库、香格里拉6个城市的PM2.5年均浓度在25 μg/m3以下，达到了国家一级标准。云南省2015年PM2.5年均浓度最高的是文山，为37.89 μg/m3，最低的是丽江市，为16.21 μg/m3。云南省省会昆明市的PM2.5年均浓度值为28.91 μg/m3。

2.2 PM2.5与AQI的关系

从图2可以看出，香格里拉2015年空气质量状况达到优级标准的天数最多，为315 d，达全年天数的86%，没有轻度污染状况。其次是丽江，全年优级达标率为78%，为285 d，也没有出现轻度污染天气。轻度污染天气出现最多的是昭通，为30 d，占全年天数的8.3%。对比图3，也能够得出同样的结论：昭通的AQI值是最高的，为68.26；保山次之，为61.99；香格里拉的空气质量指数是全省最低的，为35.76；六库和丽江分别为42.22和43.80。从整体看云南省2015年各州市空气质量指数都达到了国家二级标准，其中达国家一级标准(0～50)的地州有玉溪、丽江、普洱、楚雄、大理、六库、香格里拉7个城市。从图3可以看出PM2.5年均浓度值与空气质量指数的变化趋势几乎一致，这说明PM2.5是影响空气质量指数的重要因素。

2.3 PM2.5与其他污染物的关系

为了便于分析PM2.5与其他大气污染物的关系，本文将PM10、SO2、NO2作为大气污染物质的代表。通过统计计算出2015年云南各城市的污染物年均浓度值，与PM2.5的年均浓度值进行比较，发现PM10的变化趋势与PM2.5的变化趋势较一致，具有显著的相关性。这说明PM10对PM2.5的影响是显著的，两者具有很好的同源性。这与文献[6-7]的研究也是相一致的。同时，也可以看出SO2、NO2与PM2.5的关系呈现正相关，当SO2、NO2的浓度增加时PM2.5的浓度也相应增加，进而带来空气质量指数的提高。

3 结论与建议

(1)从PM2.5浓度来看，各城市的PM2.5年均浓度值都达到了国家二级标准，达到国家一级标准的地州有6个。PM2.5浓度最高的是文山，为37.89 μg/m3；最低的是丽江，为16.21 μg/m3。

(2)从空气质量指数来看，云南省的空气质量状况为优良。空气质量指数都在100以下。空气质量状况最好的是香格里拉，空气质量指数为35.76，全年空气质量为优的天数高达315，优级达标率为86%；空气质量指数最高的是昭通，为68.26。空气质量指数与PM2.5的变化趋势说明PM2.5是影响空气质量指数的重要因素。

(3)SO2、NO2与PM2.5的关系呈现正相关，PM10的变化趋势与PM2.5的变化趋势较一致，说明PM10对PM2.5的影响是显著的。

[1]郑润琴．北方城市PM2.5污染状况和污染特征的研究[J]．资源节约与环保，2Ol5(1)：l21．

[2]马晓荣，白瑞贤.太原市2013年环境空气质量变化特征分析[J].干旱环境监测,2015,29(3)：97-109.

[3]刘欣.我国PM2.5污染状况和污染特征探析[J].节能环保与生态建设,2016(4):7-9.

[4]白爱民.AQI vs API新老空气质量标准之对比[J].环境科学导刊,2013,32(6):95-97.

[5] 环境空气质量标准:GB 3095 —2012[S]．

[6]贾艳红.中国雾霾分布及其组成相关性分析[J].测绘空间与地理信息,2015,38(12):9-12.

[7]刘传.南宁市灰霾天气与空气污染物关系分析[J].广西科学院学报,2012,28(4):306-308.

Statistics and Analysis of Air quality Situation and Spatial Distribution of PM2.5in the Plateau Cities in Yunnan

DENG Cong，YANG Shan-dang,WANG Jian,SHANG Yun,ZENG Xin-yu,XIANG Feng

(Yunnan Environmental Monitoring Center, Kunming Yunnan 650034 ,China)

The eight-hour average daily data of PM2.5、PM10、SO2、NO2、03、CO、O3from forty monitoring sites of the year 2015 in 16 cities of Yunnan province were applied to calculate the annual average value and air quality index. The air qualities of these cities were assessed based on Technical Regulation on Ambient Air Quality Index (on trial)》. Wenshan had the highest concentration of PM2.5, which was 37.89μg/m3. The lowest PM2.5concentration (16.21μg/m3) was found in Lijiang. The overall air quality in Yunnan province was very good. The best air quality was in Shangri-La with the air quality index of 35.76. Zhaotong had the worst air quality index of 68.26. SO2and NO2showed positive relation with PM2.5. The changes of PM10were consistent with that of PM2.5.

plateau province; air quality; PM2.5; air quality index; distribution characteristics

2017-06-20

X51

A

1673-9655(2017)05-0040-04