2013—2019年昆明市官渡区环境空气质量分析

刘 萍

(昆明市生态环境局官渡分局生态环境监测站，云南 昆明 650000)

0 引言

昆明位于西南云贵高原中部，南濒滇池，三面环山，属北纬低纬度亚热带-高原山地季风气候。官渡区位于滇池北岸，是云南省会城市昆明主城区的重要组成部分。2012年《GB 3095-2012 环境空气质量标准》增设了PM2.5和 O3-8h平均浓度限制两项指标[1]，并于2013年1月1日在全国实施，昆明市作为当时第一批实施空气质量新标准的省会城市，于2013年1月1日对外正式发布了新的空气质量监测数据。本文根据昆明市官渡区2013—2019年国家空气质量监测数据及降水监测数据，统计分析官渡区环境空气质量的变化趋势和现状，以期为后续大气污染防治提供资料参考。

1 数据来源与统计方法

1.1 数据来源

2013—2019年国家城市空气质量监测点昆明市关上点和酸雨国控监测点关上点的数据。

1.2 统计方法

Spearman 秩相关系数计算法，是将两要素的样本值按照数据大小顺序排列位次，以各要素样本值的位次代替实际数据而求得的一种统计量。它是反映等级相关程度的统计分析指标。采用 Daniel 的 Spearman秩相关系数法对昆明市官渡区空气污染变化趋势进行分析检验、计算。

式中：γs-Spearman秩相关系数；n-时间周期的数量，n≥5；Xj-周期j按时间排序的序号，1≤Xi≤n；Yj-周期j内污染物浓度按数值升序排序的序号，1≤Yj≤n。

秩相关系数与相关系数一样，γs为正时表示正相关，γs为负时表示负相关，当γs> Spearman 相关系数统计表中的显著性水平时，表明变化趋势有显著意义，反之则没有[2]。

2 环境空气主要污染物监测结果及分析

2019年昆明市空气质量在全国168个城市中排名第15名，在全国的省会城市中排第15名。其中，国控监测点官渡区博物馆点空气质量优良率为95.6%。

2.1 环境空气质量现状评价

根据《环境空气质量评价技术规范》对2013—2019年昆明市国控点官渡区关上点的监测结果进行统计并分析[3]，结果见表1。

由表1可知，2013—2019年SO2、CO和O3年评价均达标； 2015—2019年PM2.5、PM10和NO2年均值都达标，但按照《环境空气质量评价技术规范》进行评价，百分位值未达标，因此综合评价后除NO2项目2016年达标外，其余年份均不达标[4]。

2.2 环境空气质量等级情况

2013—2019年昆明市官渡区空气质量优良率由80.3%大幅提升至95.6%，轻度污染天数由68d下降至15d，中度污染天数由3d降至0天，尽管个别年份存在小幅波动，但是整体而言环境空气质量有显著提升。在轻中度污染当中，首要污染物由颗粒物PM10/PM2.5向臭氧O3转变，首要污染物是颗粒物的天数占轻、中度污染天数由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天数由18.3%上升至93.3%。详见表2。在空气质量大幅提升的背景下，颗粒物污染逐渐得到控制，而臭氧污染的问题日益凸显。

表1 2013—2019年昆明市官渡区环境空气质量统计

表2 2013—2019年昆明市官渡区空气质量等级情况表

2.3 环境空气各指标年度变化趋势分析

2013—2019年官渡区环境空气质量各指标变化趋势评价如表3。SO2、PM10、PM2.5和CO-95显著下降，NO2趋势下降但并不显著，O3趋势上升但不显著。在趋势不显著的数据系列中，NO2出现连续3个及以上并列值，Spearman秩相关系数法不能很好地判断变化趋势，O3-90呈现上升又下降的V字型变化趋势，为了更直观地反映近年来各指标年均值的变化趋势，作图1 。

由图1可知，近年来除臭氧O3指标经过先下降又上升的V字型趋势外，SO2、CO、 PM2.5、PM10和NO2都在呈下降趋势。

表3 2013—2019年官渡区环境空气质量各指标变化趋势评价表 (μg/m3)

2.4 2019年环境空气各指标月际变化趋势分析

将2019年每日的环境空气各指标浓度值按月进行算术平均得到月均值，通过折线图的方式得到2019年环境空气各指标的月均值变化趋势图。由图2可见，O3、 PM2.5、PM10和NO2浓度从1月份开始逐渐升高，3—5月达到峰值，然后逐渐下降，到7月达到低谷，7—12月又逐渐上升，在5—8月雨季期间呈倒V字型。按照昆明的气候特征，3—5月干燥少雨，紫外线强，因此颗粒物和臭氧浓度值高，10—12月也是干燥少雨，且冬季易形成逆温层，不利于污染物流通扩散，也容易导致污染物浓度升高。5—8月雨季期间，降雨量和降水频次的增加，冲刷稀释了空气中颗粒物，从而使其浓度值降低，同时雨季期间云量增加，太阳直射降低，减轻了臭氧污染[5]。

3 降水监测结果及分析

2019年，昆明市官渡区国控酸雨监测关上点降水监测总计29次，总降水量为 746.60mm，pH值为7.58，阴离子含量顺序为：硫酸根>硝酸根>氯离子>氟离子，其中以硫酸根和硝酸根为主，且硫酸根与硝酸根当量浓度之比为1.755，介于0.5～3.0，表明官渡区降水为硫酸硝酸混合型。阳离子含量依次为：钠离子>钙离子>铵离子>钾离子>镁离子，以钠离子含量为主[6]。

3.1 2013—2019年降水监测总体情况

2013—2019年降水监测数据统计见表4。2013—2019年官渡区降水量在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。酸雨频率为0，属于非酸雨区，降水pH值年际变化见图3。

表4 2013—2019年降水监测数据统计 (mg/L)

3.2 2013—2019年降水化学组成

整体而言，降水中离子化学组成较稳定，降水中阴离子当量浓度排列顺序为：硫酸根>硝酸根>氯离子>氟离子，阳离子当量浓度排列顺序为：钠离子>钙离子>铵离子>钾离子>镁离子。

3.3 主要污染物与机动车数量的关系

4 结论与建议

(1)在空气质量大幅提升的背景下，颗粒物污染逐渐得到控制，而臭氧污染的问题日益凸显。

2013—2019年昆明市官渡区空气质量优良率由80.3%大幅提升至95.6%，轻度污染天数由68d下降至15d，中度污染天数由3d降至0天。2013—2019年SO2、PM10、PM2.5年均值和CO-95显著下降，NO2趋势下降但并不显著，O3趋势上升但不显著。在轻中度污染天数当中，首要污染物由颗粒物PM10/PM2.5向臭氧O3转变，首要污染物是颗粒物的天数占轻、中度污染天数由2013年的80.3%下降至2019年的6.70%，而首要污染物是臭氧的天数由18.3%上升至93.30%。

对策：继续巩固颗粒物治理成效，加强臭氧污染防治。加强建筑施工和道路施工管理，施工过程中，必须要求搭建围栏，用防尘网遮挡及采取洒水的措施控制建筑、施工等动土工程中的扬尘; 加强运输渣土车辆密闭管理，运输过程中车辆必须加盖，以避免渣土泼洒; 风速大的时候，必须及时对路面进行洒水; 加强城区绿化管理，在土地资源有限的前提下，可结合垂直绿化的方式，增加城市道路的绿化率。

O3的前体物是氮氧化物NOX和挥发性有机物VOCS，紫外辐射强、高温、低湿的条件下容易生成O3，在区域范围内实施挥发性有机物VOCS治理，产生挥发性有机物废气的生产和服务活动应当在密闭空间或者设备中进行，按照规定安装、使用污染防治设施；无法密闭的，应当采取收集罩收集处理、水雾等措施减少有机物废气的排放量。减少汽车尾气排放[7]。

(2)环境空气各指标的月际变化规律呈现春季3—5月和冬季10—12月易污染物浓度升高，雨季5—8月污染物浓度达到全年低值的规律。

对策：在原有的大气污染防治措施基础上，加强春冬两个干燥季节颗粒物的控制，增加城市道路雾炮车的运行频次，积极落实颗粒物控制的各项措施。在春夏季紫外线强的季节，进一步警惕臭氧的污染。

对策：为了减少汽车尾气污染，加快城市公共交通的发展，完善绿色大公交系统，积极推进低碳出行; 加强对机动车尾气污染监督管理，对机动车尾气开展环保年检和抽检工作。