花溪區(qū)氣象局 吳丹，朱應(yīng)明，夏大偉，袁秀，石云，李斌

一、引言

貴陽(yáng)市花溪區(qū)作為風(fēng)景優(yōu)美的旅游勝地，近年來(lái)正在全力推進(jìn)全域旅游的發(fā)展模式，花溪環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響花溪對(duì)旅游人群的吸引力。本文采用花溪站2013年1月—2015年6月大氣污染物濃度逐時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析花溪區(qū)濃度變化、二級(jí)天數(shù)以及環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)變化情況。

二、資料與方法

采用貴陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站花溪監(jiān)測(cè)站 2013年1月—2015年6月 SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5等 6種大氣污染物濃度逐時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析各污染物濃度變化、二級(jí)天數(shù)、AQI指數(shù)變化及空氣質(zhì)量綜合指數(shù)的變化情況。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012），參與評(píng)價(jià)的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO 等六項(xiàng)。其中污染物基本項(xiàng)目濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：S02年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為60ug/m3、24h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為150ug/m3；N02年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為40ug/m3、24h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為80ug/m3；CO24h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為4mg/m3；O3日最大8小時(shí)平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為160ug/m3、1h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為200ug/m3；PM2.5年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為35ug/m3、24h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為75ug/m3；PM10年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為70ug/m3、24h平均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為150ug/m3。

空氣質(zhì)量綜合指數(shù)的計(jì)算需涵蓋全部六項(xiàng)污染物，計(jì)算方法如式2所示：

式中：Isum——環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)；

Ii——污染物i的單項(xiàng)指數(shù)，i包括全部六項(xiàng)指標(biāo)。

各污染物的單項(xiàng)指數(shù)Ii計(jì)算方法如式3所示：

式中：Ci——污染物i的濃度，當(dāng)i為 SO2、NO2、PM10及 PM2.5時(shí)，Ci為月均濃度，當(dāng)i為CO時(shí)，Ci為日均值的第95百分位數(shù)濃度，當(dāng)i為O3時(shí)，Ci為日最大8小時(shí)值的第90百分位數(shù)濃度。

Si——污染物i的日均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（對(duì)于O3，為8小時(shí)均值的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）

AQI分級(jí)計(jì)算根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定》（HJ633一2012）中的有關(guān)規(guī)定，首先對(duì)污染物分指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法如式1所示：

式中：

IAQIp為污染物項(xiàng)目p的空氣質(zhì)量分指數(shù)；

Cp為污染物項(xiàng)目p的質(zhì)量濃度值；

BPHi為空氣質(zhì)量分指數(shù)及對(duì)應(yīng)的污染物項(xiàng)目濃度限值表中與Cp相近的污染物濃度限值的高位值；

BPLo為空氣質(zhì)量分指數(shù)及對(duì)應(yīng)的污染物項(xiàng)目濃度限值表中與Cp相近的污染物濃度限值的低位值；

IAQIHi為空氣質(zhì)量分指數(shù)及對(duì)應(yīng)的污染物項(xiàng)目濃度限值表中與BPHi對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)；

IAQILo為空氣質(zhì)量分指數(shù)及對(duì)應(yīng)的污染物項(xiàng)目濃度限值表中與BPLo對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)。

空氣質(zhì)量分指數(shù)IAQI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0—50為一級(jí)，51—100為二級(jí)，101—150為三級(jí)，151—200為四級(jí)，201～300為五級(jí)，＞300為六級(jí)。

三、結(jié)果與分析

（一）污染物濃度與空氣質(zhì)量綜合指數(shù)年度變化

花溪區(qū)2013年至2015年上半年各種污染物濃度和空氣質(zhì)量綜合指數(shù)情況見(jiàn)圖1、表1：

圖1 花溪站污染物濃度年度變化（單位：ug/m3,CO為mg/m3×102）

表1 花溪2013年—2015年上半年CO、O3百分位濃度和綜合指數(shù)變化情況

從圖1、圖2、表1可以看出，花溪空氣質(zhì)量總體來(lái)說(shuō)在逐漸轉(zhuǎn)好。NO2、PM10濃度及CO第95百分位濃度呈逐年下降趨勢(shì)，NO2濃度在2014年、2015年上半年下降率分別為20.00%、4.17%；PM10濃度在2014年、2015年上半年下降率分別為14.10%、4.48%；CO第95百分位濃度在2014年、2015年上半年下降率分別為 10.00%、4.44%。SO2、CO、PM2.5濃 度降速變緩，下降后又有上升趨勢(shì)，SO2濃度在2014年、2015年上半年下降率分別為4.00%、-16.67%；CO濃度在2014年、2015年上半年下降率分別為11.48%、-7.55%。而O3濃度、第90百分位濃度均呈明顯上升趨勢(shì)，O3濃度在2014年、2015年上半年上升率分別為39.47%、13.21%；O3第90百分位濃度在2014年、2015年上半年上升率分別為48.15%、15.00%。

圖2 花溪站單項(xiàng)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)年度變化

花溪空氣質(zhì)量綜合指數(shù)逐年下降，在2014年、2015年上半年下降率分別為8.78%、2.53%。單項(xiàng)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)中，NO2、PM10、CO及PM2.5是逐年下降的，SO2先下降后在2015年上半年又上升，O3是明顯呈上升趨勢(shì)，其中2014年上升幅度大。

（二）空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）年度變化

從圖3可以看出，花溪首要污染物為PM2.5和PM10。PM2.5和PM10的空氣質(zhì)量分指數(shù)為二級(jí)，2013年為最高，SO2、NO2、CO、O3空氣質(zhì)量分指數(shù)為一級(jí)，NO2、PM10分指數(shù)逐年下降，SO2、CO、及PM2.5空氣質(zhì)量分指數(shù)先下降后又有所上升，唯有O3空氣質(zhì)量分指數(shù)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。

圖3 花溪站空氣質(zhì)量分指數(shù)年度變化

花溪各級(jí)別天數(shù)變化見(jiàn)圖4：

從表2可以看出，花溪一、二級(jí)天數(shù)在逐年增加，三、四、五級(jí)天數(shù)在減少，未出現(xiàn)AQI為六級(jí)嚴(yán)重污染的日子。2013年一、二級(jí)優(yōu)良天數(shù)為289天，優(yōu)良率為79.18%；2014年一、二級(jí)優(yōu)良天數(shù)為313天，優(yōu)良率為85.75%；2015年上半年一、二級(jí)優(yōu)良天數(shù)為155天，優(yōu)良率為85.64%?；ㄏ諝赓|(zhì)量指數(shù)三級(jí)以上污染天數(shù)逐年減少，2013年三級(jí)輕度污染天數(shù)為60天，占比16.44%；四級(jí)中度污染天數(shù)為15天，占比4.11%；五級(jí)重度污染天數(shù)為1天，占比0.27%。2014年三級(jí)輕度污染天數(shù)為43天，占比11.78%；四級(jí)中度污染天數(shù)為6天，占比1.64%；五級(jí)重度污染天數(shù)為3天，占比0.82%。2015年上半年三級(jí)輕度污染天數(shù)為25天，占比13.81%；四級(jí)中度污染天數(shù)為1天，占比0.55%。

表2 花溪2013年—2015年上半年各級(jí)別天數(shù)

（三）大氣污染物濃度月變化

可以看出，SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5濃度2013年至2015年的月變化具有單谷型特征，峰值出現(xiàn)在12—1月，最低值出現(xiàn)在7月。夏季強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程頻繁，降水多，空氣流通性大，加快了污染物的擴(kuò)散，冬季時(shí)由于受云貴準(zhǔn)靜止鋒影響，大氣層結(jié)比較穩(wěn)定，不利于顆粒污染物的擴(kuò)散，加上冬季取暖燃燒大量的煤炭等燃料，釋放了大量的SO2、CO等氣體，使得夏季濃度最低，冬季濃度最大。PM2.5、PM10在10月都有一個(gè)次峰值，應(yīng)該與本地秋收后農(nóng)民大量焚燒農(nóng)作物秸稈有關(guān)系，花溪區(qū)及周邊種植的主要秋收農(nóng)作物為水稻，其成熟收割期從9月下旬至10下旬，農(nóng)民處理秸稈的方式主要是焚燒。O3濃度2013年至2015年的月變化具有雙峰型特征，分別在春季5月、秋季10月出現(xiàn)峰值，12月—1月與7月出現(xiàn)最低值。從2013年至2015年年際變化情況來(lái)看，NO2、PM10、CO、PM2.5濃度明顯呈逐年下降趨勢(shì)，其中春季、秋季及冬季的降幅較大，5—7月的降幅變化很小，在7月幾乎均達(dá)到相同的最低值，花溪區(qū)主汛期為5—8月，7月降水量最多，說(shuō)明降水對(duì)降低污染物濃度起到很大作用。SO2濃度變化不明顯，在上半年濃度逐年有上升趨勢(shì)，而下半年則是逐年下降趨勢(shì)。O3的濃度明顯逐年上升，2015年4月濃度最高，較2013年、2014年增幅分別為180%、25%。2013年與2014年相比，SO2的變化趨勢(shì)基本一致，NO2、PM10、CO、PM2.5、O3濃度變化在 2013年幅度波動(dòng)更大些，SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5的濃度峰值均出現(xiàn)在2013年，而O3的濃度峰值出現(xiàn)在2015年。

（四）大氣污染物濃度日變化

可以看出，2013—2015年上半年SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5的濃度日變化均具有雙峰型變化特征，出現(xiàn)峰值的時(shí)段一致，約出現(xiàn)在9時(shí)—11時(shí)及19時(shí)—21時(shí)，污染物濃度增加至峰值的時(shí)段與人們?cè)缤砩舷掳喑鲂械臅r(shí)段高度一致，說(shuō)明汽車(chē)、工廠等是主要的污染物來(lái)源；O3濃度日變化具有單峰型變化特征，峰值出現(xiàn)在下午15—17時(shí)，是在白天陽(yáng)光作用下經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成的污染物，與人類(lèi)生產(chǎn)生活關(guān)系不大。

從年際變化看，NO2、PM10、CO、PM2.5的濃度逐年降低，2014年降幅明顯，NO2兩個(gè)峰值濃度分別比2013年減少了19%、11%，PM10兩個(gè)峰值濃度分別比2013年減少了19%、12%，PM2.5兩個(gè)峰值濃度分別比2013年減少了10%、9%，CO兩個(gè)峰值濃度均比2013年減少了14%。SO2濃度變化趨勢(shì)有反復(fù)，2014年上午12時(shí)之前濃度比2013年低，12時(shí)之后比2013年高，2015年濃度高于2013年。O3濃度逐年升高，其中2014年升高幅度最大，2014年峰值比2013年增加40%，2015年峰值濃度比2014年增加6%，增幅放緩。

四、結(jié)論

（1）花溪空氣質(zhì)量綜合指數(shù)逐年下降，一、二級(jí)天數(shù)在逐年增加,空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好。

（2）花溪區(qū)首要污染物為PM2.5，次污染物為PM10。

（3）2013年 至 2015年 SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5濃度的月變化具有單谷型特征，O3濃度的月變化具有雙峰型特征。NO2、PM10、CO、PM2.5逐月濃度明顯呈逐年下降趨勢(shì)，其中春季、秋季及冬季的降幅較大，5—7月的降幅變化很小。SO2逐月濃度變化不明顯，在上半年濃度呈逐年上升趨勢(shì)，而下半年則呈逐年下降趨勢(shì)。O3的逐月濃度明顯逐年上升。

（4）2013—2015 年 SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5濃度的日變化均具有雙峰型變化特征，O3濃度日變化具有單峰型變化特征。NO2、PM10、CO、PM2.5的逐日濃度逐年降低，2014年降幅明顯；SO2逐日濃度變化趨勢(shì)有反復(fù)；O3逐日濃度逐年升高。