何宇凡

(云南省生态环境监测中心，云南 昆明 650034)

0 引言

虽然我国大气污染防治取得显著成效，但是随着工业化和城市化的推进，人口-发展-环境之间的矛盾依然突出。世界卫生组织研究表明，2012年约330万人死于室内空气污染，约260万人死亡原因为户外空气污染[1]。空气污染的问题受到了越来越多的关注。除了本地污染外，污染跨界传输也是造成空气污染的重要原因[2]。张志刚[3]、郭倩[4]、唐毅[5]等人分别研究了北京、成都市、攀枝花市的外来污染源，Jeong[6]、Squizzato[7]、Wimolwattanapun[8]等人研究结果表明釜山、威尼斯、曼谷城区和郊区的污染均受到污染物长距离传输影响。

云南省位于我国西南地区，与缅甸、越南和老挝接壤，地理位置特殊，且位于东南季风和西南季风控制之下，云南省的空气质量不仅受到本地排放的影响，也受到东南半岛国家的传输影响[9]。文章选取云南省东南边境城市红河州为研究对象，对其环境空气质量及其影响因素进行了分析，旨在为区域污染特征研究积累基础资料。

1 数据和方法

1.1 数据来源

研究选取国家空气质量监测联网管理平台发布的2018—2020年红河州州政府所在地蒙自环境空气自动监测数据，监测及评价项目为二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物、一氧化碳和臭氧等六项常规污染物实况日均值数据、小时数据以及同期的气象数据。

1.2 分析方法

HYSPLIT模式可以用来计算和分析大气污染物输送、扩散轨迹，可以计算简单的气团轨迹以及模拟复杂的扩散和沉积，最初由NOAA和澳大利亚气象局合作开发。文章的研究利用 HYSPLIT 模式和ArcGIS 技术结合的MeteoInfo软件插件TrajStat进行后向轨迹聚类分析、潜在源贡献分析(Potential Source Contribution Function,PSCF)和浓度权重轨迹分析( Concentration Weighted Trajectory,CWT)。潜在源贡献因子分析法(PSCF)假设：如果气团后向轨迹在某个网格当中有停留时间，那么该气团会接收到来自这个区域的排放，随后经过传输，对接受点的浓度产生贡献。浓度权重轨迹分析法(CWT)则可以通过计算轨迹的权重浓度定量给出每个网格的平均权重浓度。

2 结果与分析

2.1 环境空气质量总体状况

2018—2020年，蒙自大气环境质量总体保持优良。按日均值评价，实况优良天数比例在90.0%～100%，2019年最低；从图1可以看出，2018年优良天数比例相对较高，2019年相对较低，总体呈现下降趋势。

图1 蒙自2018—2020年优良天数比例情况

按年均值评价，评价期间，均符合二级标准。其中，二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物的年均值均符合一级标准，一氧化碳的相应百分位数符合一级标准，细颗粒物年均浓度、臭氧日最大8h均值的第90百分位数符合二级标准。

表1 城市环境空气质量类别评价表

主要污染时段：通过近三年的分析，冬春季(2—5月)是污染集中发生的时段。2019年蒙自出现轻度污染13d，超标天气主要集中在3—5月，6—12月空气质量相对较好；2020年蒙自出现轻度污染7d，中度污染2d，超标天气主要集中在3—4月，6—12月空气质量相对较好。

图2 2018—2020年污染天气月度分布情况

主要污染物质：超标天数中，首要污染物以细颗粒物为主，2019年、2020年细颗粒物占比为69.2%和100%。首要污染物(包括空气质量为良的天数)主要以细颗粒物为主，其次是臭氧和可吸入颗粒物。在污染天数中，超标污染物不仅仅是单一物种，而是多种污染物混合，较多的组合是PM2.5、PM10以及O3，一次源与光化学污染叠加，来源及机制较为复杂，特别是区域特殊的地理位置，使得它受到外源影响的可能性极大，复合型、结构型污染态势初现。

2.2 污染时段分析

2.2.1 后向轨迹分析

以红河州蒙自(23.37°N，103.38°E)为参照点，选取1000m高度分别计算2019年(2019年3月25日—2019年4月1日)和2020年(2020年3月27日—2020年4月3日)污染时段后向24h的轨迹，用于追踪抵达红河州市的气团过去24h的输送路径。结果如图3所示。根据2019年气团移动速度和方向分为5类，结果如表2所示。对比各聚类轨迹出现频率及受点 PM2.5浓度，轨迹聚类1和2出现概率为16.23%和0.52% ，聚类1主导下受点 PM2.5平均浓度为101μg/m3，超标的浓度平均值107μg/m3，均超过二级标准；聚类2主导下受点 PM2.5平均浓度为139μg/m3，超标的浓度平均值139μg/m3，浓度超过三级标准。轨迹聚类3和5出现概率为29.32% 和38.74%，聚类3主导下受点 PM2.5平均浓度为70μg/m3，超标的浓度平均值83μg/m3；聚类5主导下受点 PM2.5平均浓度为88μg/m3，超标的浓度平均值94μg/m3。轨迹聚类4出现概率为15.18%，其主导下受点 PM2.5平均浓度为47μg/m3，超标的浓度平均值85μg/m3。综上可认为2019年红河州市污染期间，导致PM2.5浓度较高的气流主要来自越南西北部的轨迹聚类1、2、3和5这四类，而来自云南省普洱市的聚类4是较清洁气流。

图3 红河州市2019年(左)和2020年(右)后向轨迹聚类分布

表2 2019年红河州市各聚类轨迹信息对比

根据2020年气团移动速度和方向分为4类，结果如表3所示。对比各聚类轨迹出现频率及受点PM2.5浓度，轨迹聚类1和2 主导下受点 PM2.5平均浓度和超标浓度超过二级标准，轨迹聚类3和4主导下受点 PM2.5超标浓度超过三级标准，污染浓度高的聚类1和2来自于缅甸东北部，而污染严重的聚类3和4来自于老挝北部。

表3 2020年红河州市各聚类轨迹信息对比

2.2.2 PSCF和CWT分析

对红河州PM2.5的 PSCF 和 CWT 计算结果如图4所示。从图可知，2019年云南省红河州南部和越南北部是红河州市潜在污染源区，2020年云南省红河州的南部、滇西南大部分地区、越南和老挝北部、缅甸西北部是红河州市潜在污染源区。

图4 2019年和2020年红河州市污染期间污染物潜在源区分布

3 结论

(1)2018—2020年，蒙自大气环境质量总体保持优良，2019年相对较差，总体呈现下降趋势。评价期间，各项污染物年均指标均符合或优于二级标准。冬春季(2—5月)是污染集中发生的时段，6—12月空气质量相对较好。超标天数中，首要污染物以细颗粒物为主，其次是臭氧。

(2)2019年，导致PM2.5浓度较高的气流主要来自越南西北部的气团，而来自云南省普洱市的气团是较清洁气流。2020年污染浓度高的来自于缅甸的东北部，而污染严重的来自于老挝北部。

(3)2019年云南省红河州南部和越南北部是红河州市潜在污染源区，2020年云南省红河州的南部、滇西南大部分地区、越南和老挝的北部、缅甸西北部是红河州市潜在污染源区。