宜宾市AQI变化特征及空气污染防治政策研究

张玉麟，谢 琰，胡婷婷，赵 磊，董苍鹏

（1.宜宾学院，四川 宜宾 644000；2.略阳县气象局，陕西 汉中 724300；3.佛坪县气象局，陕西 汉中 723400）

1 绪论

1.1 研究背景及意义

空气质量的好坏，可直接对城市经济的发展、进步以及人们的身心健康、安全产生重要影响。随着宜宾市社会经济的不断发展进步，城市环境空气质量日益受到人们关注和重视，大气污染问题成为人类生存的重要影响因素[1]。AQI[2-3]即是空气质量指数（Air Quality Index）的英文简称，AQI评价的污染物为NO2、SO2、CO、O3、PM2.5、PM10。

近年来，随着宜宾市经济快速发展，现代工业企业的快速发展，使得大气污染问题愈发严重，因此对宜宾市空气质量做出认识、评价和研究是极其迫切的。虽然宜宾大气污染问题较为严峻[4]，但随着近年来宜宾市委市政府对大气污染防治的一系列措施与政策的出台，污染已有明显改善。本文旨在研究宜宾市近5年AQI及6种基本污染物浓度的时间变化特征，探究宜宾市大气污染防治措施与政策对宜宾市区空气质量的影响。

1.2 研究现状

研究人员[5-7]通过研究成都、重庆、哈尔滨、南京等地的AQI变化特征，发现环境空气质量受季节的影响较为明显，不同的城市之间环境空气质量各不相同，环境空气质量随时间特征有明显差异。通过上述研究，AQI大致规律在夏秋季节较低、冬春季节较高，因各地城市的地理位置、气象因素、工业发展情况等影响城市AQI变化特征的主要因素[5-8]的不同，而导致首要污染物有所不同。

本次研究针对宜宾地区近5年空气质量变化特征，结合《宜宾市2017年度大气污染防治行动计划方案》（以下简称“《防治行动计划方案》”）和《大气污染防治精细化管控方案》（以下简称“《精细化管控方案》”），对比大气污染防治措施实施前后AQI变化情况，探究宜宾市大气污染防治行动对宜宾市区空气质量的影响程度。

2 数据与方法

2.1 研究数据

本文数据来自于宜宾市环境监测中心站发布的2015～2019年连续5年每日AQI日均值及PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO的日均浓度和每日O38小时滑动平均浓度数据环境空气质量监测的数据。

2.2 AQI计算方法

根据污染物监测浓度，参照《环境空气质量指数技术规定》[3]，可计算各污染物空气质量的分指数。AQI级别为良及以上时，空气质量分指数最大的污染物为首要污染物。

2.3 季节划分标准

根据气象行业标准《气候季节划分》（QX／T152-2012）[9-10]，本文的季节划分标准，将一年划分为四季：3月至5月（春季）、6月至8月（夏季）、9月至11月（秋季），12月至次年2月（冬季）。

3 空气质量变化特征分析

3.1 AQI指数变化趋势

根据宜宾市区2015-2019年AQI日均值，分析AQI变化情况，由图1可知，宜宾市近5年AQI呈整体下降趋势，多峰多谷，峰值多出现在冬季；年内12个月中AQI日均值呈现出“U”字型变化规律，12月至次年2月AQI值最大，6至8月AQI值最小；季节变化明显，呈现冬春高，夏秋低的基本态势。AQI日平均最大值是327达到严重污染，最小值16，近5年均值为77。

图1 2015-2019年宜宾市区AQI日平均变化

宜宾市2015-2019年期间AQI指数在冬季最高，主要是由于冬季工业企业、居民燃煤燃气过程，产生了大量的烟尘、SO2、NOX，大气污染物增加；同时冬季气温低、降水较少，大气流通缓慢，冬季易形成逆温层，大气污染物难以通过扩散，上述原因使得冬季AQI升高大气污染较其他季节相对较重。夏季AQI最低，是由于夏季多风、多降水、气温较高，湿沉降、空气流通扩散过程使得空气中污染物快速稀释扩散。春季AQI相对较低，是由于春季多风、多降水天气，多风、多雨的气象条件使得空气中污染物快速稀释扩散，污染物浓度明显下降。秋季AQI略有回升，是由于秋季降水量、风量等对比夏季迅速下降，不利于大气污染物稀释扩散，加之秋收季节，极个别地区仍存在焚烧秸秆现象，使大气污染物排放增加，共同作用下使得空气质量下降，AQI相对上升。

3.2 空气质量等级统计情况

根据2015-2019年宜宾AQI日均值各等级出现次数，由图2统计结果，宜宾市区近5年的空气质量是以“良”等级天数居多，“优”等级天数次之，随着污染严重程度的增加，其出现天数下降；近5年污染的天数呈现下降趋势，优秀、良好空气质量天数呈现上升趋势，说明空气质量逐年得到改善；宜宾市区重度污染天数2015年最多、2017年次之，其它年份较少；严重污染在2017年出现3天，2015年、2016年则各有1天，2018年、2019年未出现严重污染天气。

图2 2015-2019年宜宾AQI各等级出现天数

根据图3统计结果，2015～2019年宜宾市区空气质量优良率在74.04%～83.56%之间，基本呈逐年递增趋势；2015～2019年宜宾市区污染天数在60～95天之间，基本成逐年降低趋势；空气质量逐步改善。

图3 2015-2019年宜宾优良天数及优良率

3.3 首要污染物天数统计

对各首要污染物出现天数分布进行统计，由图4可以看出，PM2.5、PM10、O3是出现次数最多的首要污染物，近5年PM2.5作为首要污染物出现天数最多，共976天，其次为PM10224天，O375天。PM2.5在2015～2016年作为首要污染物天数上涨，2016～2019年作为首要污染物天数呈下降趋势；PM10作为首要污染物天数在2015-2016年呈下降趋势，2016～2017年呈上升趋势，2017～2019年呈下降趋势；2015～2019年O3作为首要污染物天数呈增加趋势。

图4 宜宾城区各首要污染物出现天数

4 防治政策措施对空气质量的影响

《防治行动计划方案》和《精细化管控方案》分别于2017年7月、2019年5月开始实施，通过对比各大气污染防治政策实施前后的污染物浓度变化情况，探究政策有效性。

4.1 目标时段污染物年际变化

2016年SO2、PM2.5、PM10、NO2年均浓度较2015年分别降低22%、4.3%、4.6%、4%，CO浓度同比增长9.1%，O3年均浓度同比增长8.5%，优良天数减少16天，优良率下降5.8%。2017年SO2年均浓度较2016年降低5.6%，PM2.5、PM10、CO、NO2、O3年均浓度分别增长2.2%、1.6%、32.0%、11.5%、6.7%，优良天数增加6天，优良率提升2.5%。2018年CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5年均浓度较2017年分别降低30.1%、18.3%、3.5%、16.9%、18.3%，O3年均浓度无变化，优良天数增加7天，优良率提高2.5%。2019年CO、SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3年均浓度较2018年分别降低15.4%、34.5%、7.1%、7.6%、0.2%。2.8%，优良天数增加21天，优良率提升7.4%。

宜宾市区2017年较上年各项指标有升有降，但优良天数和优良率有所增加，空气质量略有改善；宜宾市区2018年、2019年各项污染物浓度减低，优良天数明显增加，优良率稳步提升，环境空气质量改善明显。

4.2 宜宾市大气污染防治行动对空气质量的影响

通过比较宜宾市区2017年1～6月和2018年1～6月的AQI及各项空气监测指标变化情况，宜宾市区2017年1～6月优良天数129天，重度污染7天，严重污染3天；2018年1～6月优良天数124天，重度污染4天，无严重污染出现情况（详见图5）。2018年1～6月与2017年1～6月相比CO、S02、PM10、PM2.5共4类污染物浓度分别降低22.24%、10.3%、9.0%、18.6%；NO2浓度同比增加1.9%、O3浓度同比增加14.5%；宜宾市区2018年1～6月优良率同比下降3.9%（详见图6）。从统计分析结果来看，《防治行动计划方案》实施后宜宾市区优良天数略有下降，轻度污染、中度污染天数增加，重度、严重污染天数降低，重度污染及严重污染情况明显好转。该方案的实施对本市重污染天气的防控具有较为显著的有益影响。

图5 2017年和2018年AQI类别天数统计

图6 2018年与2017年污染物及优良率改善百分比

通过对比2019年7～12月和2018年7～12月AQI及各项空气监测指标变化情况，宜宾市区2018年7～12月优良天数160天，轻度污染21天，中度污染3天，无重度、严重污染出现情况；宜宾市区2019年7～12月优良天数166天，轻度污染12天，中度污染6天，无重度、严重污染出现情况，优良率高达90.22%；PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2浓度同比降低8.9%、4.1%、43.4%、10.2%、6.9%、O3浓度同比增加6.0%（详见图7、图8）。从统计分析结果来看，《精细化管控方案》实施后优良天数明显增加，污染天数明显减少，该方案的实施对宜宾大气污染物防控具有显著的正效应。

图7 2018年7～12月和2019年7～12月不同AQI类别天数统计

图8 2019年7～12月对比2018年7～12月污染物及优良率改善百分比

5 结论

本文利用环境监测数据，分析宜宾大气污染物和空气质量时间变化特征，对照空气污染防控政策实施前后AQI、污染物浓度及优良率变化情况，得出如下结论：

（1）宜宾市区年内PM2.5、PM10、CO、NO2浓度月均值呈“U”型分布；SO2浓度呈“W”型分布；O3浓度呈倒“U”型分布，近五年PM2.5、PM10、SO2月均浓度逐年降低，CO、NO2月均浓度2015-2017年呈上升趋势，2017～2019年逐年降低，O3浓度整体呈现上升趋势。2015～2019年宜宾市AQI值呈现冬秋高、春夏低的趋势，AQI日平均最大值是327达到严重污染，最小值为16，近5年均值为77。

（2）空气污染天数2015～2016年上升，2016～2019年逐步下降；空气质量优良率在2015～2016年下降，2016～2019年上升，空气质量逐步改善；PM2.5是宜宾城区出现次数最多的首要污染物，5年共出现976天，PM2.5在2015～2016年做为首要污染物天数上涨，2016～2019年作为首要污染物天数呈下降趋势。

（3）《宜宾市2017年度大气污染防治行动计划方案》《大气污染防治精细化管控方案》实施后，宜宾市空气质量优良天数有所上升、污染天数有所下降，重度污染及严重污染情况明显好转，各类污染物浓度均有所下降。根据统计分析结果，防控政策的实施对宜宾市大气污染防治具有较为显著的有益影响。

（4）通过监测统计结果，O3浓度在统计目标年限期间有所上升，应在接下来工作中重点关注O3的防治与管控的相关研究。