2003—2019年31个重点城市大气NO2的污染特征分析

摘要/Abstract

摘要：

目的收集整理2003—2019年我国31个重点城市大气NO₂污染数据，分析其变化趋势。方法从国家统计局官网收集2003—2019年31个重点城市大气NO₂年均质量浓度数据，依据GB 3095—2012《环境空气质量标准》中的限值标准对NO₂年均质量浓度进行判断。采用Daniel趋势检验法进行大气NO₂的趋势检验。使用Kruskal-Wallis H检验比较不同分组间NO₂污染水平差异。结果 2003—2019年31个重点城市大气NO₂年平均质量浓度为（41±12）μg/m³，年平均下降率为0.79%。不同年度NO₂年均质量浓度差异无统计学意义（χ²=16.24，P>0.05）。西南、华南NO₂污染较轻，华北和华中污染较重。西北地区NO₂年均质量浓度呈上升趋势（r_s=0.710，P<0.01），华东和华南地区呈下降趋势（r_s=-0.757、-0.815，均P<0.01）。与2003年相比，2019年18个城市NO₂年平均质量浓度呈不同程度的下降，降幅为2%~51%（年均下降率为0.1%~4.3%），8个城市（包括合肥市、太原市、长春市、西安市、郑州市、西宁市、贵阳市和石家庄市）NO₂年平均质量浓度增幅为5%~68%（年均增长率为0.3%~3.3%）；5个城市（沈阳市、南昌市、海口市、兰州市和银川市）NO₂年平均质量浓度持平。趋势检验结果显示，9个城市（石家庄市、太原市、合肥市、济南市、郑州市、贵阳市、西安市、西宁市和银川市）NO₂年均质量浓度呈上升趋势（均r_s >0，均P<0.05），10个城市（北京市、哈尔滨市、上海市、南京市、杭州市、福州市、广州市、昆明市、拉萨市、乌鲁木齐市）NO₂年均质量浓度呈下降趋势（均r_s <0，均P<0.01）。2003—2019年7个城市（包括上海市、南京市、杭州市、武汉市、广州市、成都市、乌鲁木齐市）NO₂年平均质量浓度每年都超标，3个城市（海口市、贵阳市和拉萨市）质量较好，NO₂年平均质量浓度每年都达标。结论我国31个重点城市大气NO₂污染存在地区和城市差异，华北、华中和西北地区污染较重，京津冀及其周边、长三角、珠三角以及西部城市NO₂防控形势依然严峻，今后针对NO₂污染仍要继续采取综合治理措施、“因地制宜”及区域协同防控。

关键词: 大气污染, 二氧化氮, 防治

Abstract:

Objective To collect and organize the atmospheric nitrogen dioxide（NO₂） pollution data in 31 key cities in China from 2003 to 2019，and analyze their changing trend. Methods Collect annual average mass concentration data of atmospheric NO₂ in 31 key cities from 2003 to 2019 from the official website of the National Bureau of Statistics，and evaluate the annual average mass concentration of NO₂ based on the limit standards in GB 3095-2012 "the Ambient Air Quality Standards". The Daniel trend test method was used to evaluate the annual trend of atmospheric NO₂ mass concentration，and the Kruskal-Wallis H test was used to compare the differences of NO₂ mass concentrations in different groups. Results The annual average mass concentration of atmospheric NO₂ in 31 key cities from 2003 to 2019 was （41±12）μg/m³，with an annual average decline rate of 0.79%. There was no statistically significant difference in the annual average mass concentration of NO₂ between different years（χ²=16.24，P>0.05）. NO₂ pollution was relatively mild in Southwest and South China，and more severe in North and Central China. The annual average mass concentration of NO₂ in the Northwest China showed an upward trend（r_s=0.710，P<0.01），while in the East China and South China，it showed a downward trend（r_s=-0.757，-0.815，both P<0.01）. Compared with 2003，the annual average mass concentration of NO₂ in 18 cities in 2019 showed varying degrees of decline，with a decrease of 2% to 51%（an average annual decrease rate of 0.1% to 4.3%），the annual average mass concentration of NO₂ in 8 cities（including Hefei，Taiyuan，Changchun，Xi'an，Zhengzhou，Xining，Guiyang，and Shijiazhuang） increased by 5% to 68%（an average annual growth rate of 0.3% to 3.3%），and the annual average mass concentration of NO₂ remained the same in 5 cities（Shenyang，Nanchang，Haikou，Lanzhou，and Yinchuan）. The trend test results showed that the annual average mass concentration of NO₂ in 9 cities（Shijiazhuang，Taiyuan，Hefei，Jinan，Zhengzhou，Guiyang，Xi'an，Xining，and Yinchuan） showed an upward trend（all r_s>0，all P<0.05），while in 10 cities（Beijing，Harbin，Shanghai，Nanjing，Hangzhou，Fuzhou，Guangzhou，Kunming，Lhasa，Urumqi），the annual average mass concentration of NO₂ showed a downward trend（all r_s<0，all P<0.01）. From 2003 to 2019，the annual average mass concentration of NO₂ in seven cities（Shanghai，Nanjing，Hangzhou，Wuhan，Guangzhou，Chengdu，and Urumqi） exceeded the standard limit every year，while three cities（Haikou，Guiyang，and Lhasa） had good quality and were within the standard limit every year. Conclusion There are regional and urban differences in atmospheric NO₂ pollution in 31 key cities in China，with heavy pollution in North China，Central China，and Northwest China. The situation of NO₂ prevention and control in Beijing-Tianjin-Hebei and its surrounding areas，the Yangtze River Delta，the Pearl River Delta，and western cities remains severe. In the future，comprehensive treatment measures，"tailored measures"，and regional coordinated prevention and control should continue to be taken for NO₂ pollution.

Key words: Air pollution, NO₂, Prevention and control

中图分类号:

R122.7

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图/表 7

图1 31个重点城市大气NO2的年均值质量浓度趋势

表1 2003—2019年31个重点城市NO2质量浓度地区分布（μg/m3）

地区	样本数（份）	$\bar{x}\pm s$	Min	P₂₅	P₅₀	P₇₅	Max
东北	51	43±9	22	36	43	48	65
华北	102	43±12	20	38	44	50	72
华东	102	43±10	17	34	43	52	62
华中	51	46±7	33	41	46	52	60
华南	51	35±18	12	16	34	49	73
西北	85	44±12	21	36	42	53	68
西南	85	36±12	13	25	36	46	67

图2 不同地区重点城市大气NO2年均质量浓度年度趋势

图3 31个重点城市大气NO2质量浓度箱式图、下降幅度和年均增长率注：A—2003—2019年31个重点城市大气NO2质量浓度箱式图；B—2003—2019年31个重点城市大气NO2质量浓度下降幅度；C—2003—2019年31个重点城市大气NO2质量浓度年均增长率。

图4 31个重点城市大气NO2质量浓度年度趋势检验结果注：A—10个呈下降趋势的城市；B—9个呈上升趋势的城市；C—12个趋势无统计学意义的城市。

图5 NO2年均质量浓度超过国家标准限值的重点城市数量

图6 2003—2019年31个重点城市NO2年均质量浓度超过标准限值年度次数

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2003—2019年31个重点城市大气NO₂的污染特征分析

Analysis of atmospheric NO₂ pollution characteristics in 31 key cities in China from 2003 to 2019

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