环境监控与预警   2023, Vol. 15 Issue (5): 1-7.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.05.001.
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预警预报

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孟晓艳, 魏征, 叶春霞, 2013—2022年全国环境空气质量变化特征. 环境监控与预警, 2023, 15(5): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.05.001.
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MENG Xiaoyan, WEI Zheng, YE Chunxia. Variation Characteristics of Ambient Air Quality in China during 2013—2022. Environmental Monitoring and Forewarning, 2023, 15(5): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.05.001.
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基金项目

国家重点研发计划(2022YFC3703003)

作者简介

孟晓艳(1982—)，女，正高级工程师，硕士，主要从事大气环境监测研究工作.

通讯作者

魏征  E-mail: weizheng@shandong.cn.

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收稿日期：2023-08-14
修订日期：2023-09-01

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2013—2022年全国环境空气质量变化特征
孟晓艳1, 魏征2, 叶春霞3    
1. 中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012;
2. 山东省生态环境监测中心，山东 济南 250100;
3. 山东裕龙石化产业园生态环境监控中心，山东 龙口 370681
收稿日期：2023-08-14；修订日期：2023-09-01
基金项目：国家重点研发计划(2022YFC3703003)
作者简介：孟晓艳(1982—)，女，正高级工程师，硕士，主要从事大气环境监测研究工作.
通讯作者：魏征  E-mail: weizheng@shandong.cn.
摘要：基于2013—2022年全国339个地级及以上城市环境空气质量监测数据，分析了10年来环境空气质量变化特征。结果表明，2013—2022年全国环境空气质量持续改善，74个重点城市ρ(PM2.5)从2013年的68 μg/m3降至2022年的29 μg/m3，降幅为57.4%；一次排放污染物ρ(SO2)和ρ(NO2)10年降幅分别为71.9%和27.6%，ρ(CO)自2015年以来下降42.1%；全国ρ(O3)波动变化，受高温干旱影响，2019和2022年ρ(O3)为148和145 μg/m3，其他年份ρ(O3)在137~139 μg/m3波动。全国74个重点城市优良天数比例从2013年的65.7%上升至2022年的83.0%，相当于10年间每个城市优良天数增加65 d；重污染天数比例从2013年的7.9%下降至2022年的0.6%，重污染天数减少90%。2020—2022年，90%以上的非沙尘重污染天出现在秋冬季(11—12月和1—2月)，夏秋季O3超标问题对优良天数比例影响显著，建议进一步强化重点区域污染联防联控与重点城市大气污染防治，加强多污染物协同治理，推进空气质量持续改善。
关键词：空气质量    变化特征    首要污染物    城市    中国    
Variation Characteristics of Ambient Air Quality in China during 2013—2022
MENG Xiaoyan1, WEI Zheng2, YE Chunxia3    
1. State Environmental Protection Key Laboratory of Quality Control in Environmental Monitoring, China National Environmental Monitoring Center, Beijing 100012, China;
2. Shandong Provincial Eco-environmental Monitoring Center, Jinan, Shandong 250100;
3. Shandong Yulong Petrochemical Industrial Park Ecological Environmental Monitoring Center, Longkou, Shandong 370681, China
Abstract: Based on the ambient air quality monitoring data from 339 cities in China during 2013 to 2022, the characteristics of the ambient air quality variations during the past 10 years were analyzed. The results showed that, national ambient air quality was significantly improved in the recent decade. PM2.5 concentration in 74 key cities across the country decreased from 68 μg/m3 in 2013 to 29 μg/m3 in 2022, with the magnitude of 57.4%. As for the primary emission pollutant, the concentration of SO2 and NO2 decreased by 71.9% and 27.6%, respectively in 10 years, and CO concentration decreased by 42.1% since 2015. O3 concentration fluctuated in these years, which was affected by high temperature and drought. Its concentration was 148 and 145 μg/m3 in 2019 and 2022 respectively, and fluctuated from 137 to 139 μg/m3 in other years. The proportion of attainment days in 74 key cities rose from 65.7% in 2013 to 83.0% in 2022. That is equivalent to an annual increase of 65 attainment days per city over 10-years. The proportion of heavily polluted days decreased from 7.9% to 0.6%, which means 90% of the heavily polluted days were reduced. During 2020—2022, more than 90% of the heavy pollution days appeared in fall and winter with no sand and dust. O3 nonattainment days in summer and fall had a significant impact on the proportion of attainment days. It is recommended to further strengthen the joint prevention and control of pollution in key regions and cities, and strengthen the synergistic management of multi-pollutants, so as to promote the sustained improvement of air quality.
Key words: Air quality    Variation characteristics    Major pollutants    Cities    China    

大气环境是人类赖以生存和发展的必要条件，大气环境质量的好坏直接影响到人们的生产、生活和身体健康[1-3]。随着社会经济的高速发展和化石燃料(煤、石油、天然气等)的过度消耗，区域环境空气质量恶化，空气污染问题引起高度关注[4]。空气污染危害人类健康，影响植物生长，损坏文物古迹，降低能见度，给人民群众的生活带来不利影响[5-6]。

2013年初，全国多地出现空气质量指数(AQI)“爆表”，部分监测点位细颗粒物(PM2.5)小时浓度最大值达1 000 μg/m3左右，华北、黄淮、华东等地出现持续20多天的雾霾。随着《大气污染防治行动计划》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等先后实施，2013年74个重点城市(京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市)率先实施《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)，2015年起全国地级及以上城市全面实施PM2.5、臭氧(O3)监测，构建起339个地级及以上城市1 734个点位的国控环境空气质量监测网络，支撑我国环境空气质量总体的大幅改善。

现基于2013—2022年全国339个地级及以上城市的环境空气质量监测数据，分析10年来我国城市环境空气质量改善情况，并提出现存的突出问题，为持续推进空气质量改善提供参考。

1 数据来源和方法

本研究使用的2013—2022年全国339个地级及以上城市环境空气常规污染物监测数据来源于国控城市空气质量监测网，监测指标包括：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物(PM10)、PM2.5、O3和一氧化碳(CO)。因实施环境空气质量标准的能力建设进度不同，各区域间城市开展PM2.5、O3监测的时间也有所不同。其中，京津冀区域包括北京、天津、河北3个省(市)辖区内的13个城市，长三角区域包括江苏、浙江、上海3个省(市)辖区内的25个城市，珠三角区域包括广东省辖区内的9个城市，上述区域均从2013年起即开展了PM2.5、O3监测；“2+26”城市包括京津冀晋鲁豫6省(市)辖区内的28个城市，长三角地区在长三角区域的基础上增加了安徽省辖区内的16个城市，汾渭平原包括晋陕2个省辖区内的11个城市，苏皖鲁豫交界包括江苏、安徽、山东、河南4个省辖区内的22个城市。

为确保数据统计的准确和有效性，参照《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)及其修改单、《环境空气质量评价技术规范(试行)》(HJ 663—2013)等标准开展数据统计。常规污染物监测设备运行期间依据《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统运行和质控技术规范》(HJ 817—2018)、《环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统运行和质控技术规范》(HJ 818—2018)进行运行维护和质量控制。

2 结果与分析 2.1 颗粒物浓度变化特征 2.1.1 全国74个重点城市颗粒物浓度变化特征

2013—2022年全国74个重点城市及重点区域ρ(PM2.5)变化见图 1。由图 1可见，2013—2022年全国74个重点城市ρ(PM2.5)从68 μg/m3降至29 μg/m3，降幅为57.4%，实现“十连降”，2022年74个重点城市PM2.5浓度首次进入“30-”时代。10年间ρ(PM10)持续改善，从2013年的110 μg/m3降至2022年的51 μg/m3，降幅为53.6%。

图 1 2013—2022年全国74个重点城市及重点区域ρ(PM2.5)变化 注：图中数字代表2022年污染物浓度与基准年之间的变化幅度。

2022年，京津冀、长三角和珠三角区域ρ(PM2.5)分别为37，28和19 μg/m3，较2013年(102，64和43 μg/m3)分别下降63.7%，56.2%和55.8%。京津冀区域为全国ρ(PM2.5)改善最为显著的区域，长三角区域连续3年ρ(PM2.5)达标(＜35 μg/m3)，珠三角区域连续8年ρ(PM2.5)达标，2022年首次进入“20-”时代。2022年，京津冀、长三角和珠三角区域ρ(PM10) 分别为66，48和35 μg/m3，较2013年分别下降61.8%，51.0%和45.3%。2022年，北京市ρ(PM2.5)和ρ(PM10)分别为30和54 μg/m3，较2013年分别下降65.1%和48.1%。

2.1.2 全国地级及以上城市颗粒物浓度变化特征

自2015年起，全国地级及以上城市全面实施《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)，2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(PM2.5)变化见图 2。由图 2可见，2015—2022年全国地级及以上城市ρ(PM2.5)从46 μg/m3降至29 μg/m3，2022年ρ(PM2.5)较2015年下降37.0%。ρ(PM10)从2015年的77 μg/m3降至2022年的51 μg/m3，降幅为33.8%。

图 2 2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(PM2.5)变化

2022年，“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(PM2.5)分别为44，31，46和40 μg/m3，较2015年(80，51，56和67 μg/m3)分别下降45.0%，39.2%，17.9%和40.3%，2022年汾渭平原ρ(PM2.5)高于其他3个重点区域，且近8年ρ(PM2.5)降幅偏低于其他3个重点区域。2022年，“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(PM10)分别为76，52，79和68 μg/m3，较2015年分别下降43.3%，33.3%，20.2%和38.7%。

2.2 气态污染物浓度变化特征 2.2.1 SO2浓度变化特征

2013—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(SO2)变化见图 3。由图 3可见，2013—2022年全国地级及以上城市ρ(SO2)从32 μg/m3降至9 μg/m3，连续2年实现“个位数”，降幅为71.9%。2022年，“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(SO2)分别为10，7，9和8 μg/m3，较2013年分别下降84.4%，74.1%，80.4%和81.0%，其中，“2+26”城市ρ(SO2)降幅最大。颗粒物组分监测结果显示，区域颗粒物组分中有机物和硫酸盐浓度改善最为明显，近6年降幅分别为52.2%和56.6%，充分反映出工业排放和散煤燃烧管控成效显著[7]。

图 3 2013—2022年全国地级以上城市及重点区域ρ(SO2)变化
2.2.2 NO2浓度变化特征

2013—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(NO2)变化见图 4。由图 4可见，2013—2022年全国地级及以上城市ρ(NO2)从29 μg/m3降至21 μg/m3，降幅为27.6%。2022年，“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(NO2)分别为29，24，31和24 μg/m3，较2013年分别下降35.6%，29.4%，3.1%和35.1%。其中，“2+26”城市ρ(NO2)降幅相对最大，汾渭平原降幅最小，汾渭平原是4个重点区域中ρ(NO2)唯一高于30 μg/m3的区域。

图 4 2013—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(NO2)变化
2.2.3 CO浓度变化特征

2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(CO)变化见图 5。由图 5可见，2015—2022年全国地级及以上城市ρ(CO)从1.9 mg/m3降至1.1 mg/m3，降幅为42.1%。2022年，“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(CO)分别为1.3，0.9，1.3和1.1 mg/m3，较2015年分别下降59.4%，40.0%，56.7%和42.1%。

图 5 2015—2022年全国地级以上城市和重点区域ρ(CO)变化
2.2.4 O3浓度变化特征

2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(O3)变化见图 6。

图 6 2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域ρ(O3)变化

由图 6可见，2015—2022年全国地级及以上城市ρ(O3)分别为123，126，137，139，148，138，137和145 μg/m3，其中，2017，2018，2020和2021年ρ(O3)在137~139 μg/m3波动，2019和2022年ρ(O3)有所上升，分别为148和145 μg/m3，可能是由于2019和2022年的高温干旱等不利气象条件影响导致ρ(O3)升高[5]。2022年“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界ρ(O3)分别为179，162，167和167 μg/m3，“2+26”城市ρ(O3)相对最高。

2.3 优良、重污染天数比例和达标城市变化特征 2.3.1 全国74个重点城市优良、重污染天数比例变化

2022年，全国74个重点城市优良天数比例为83.0%，较2013年上升17.3个百分点，相当于10年间每个城市优良天数增加65 d。2013—2022年全国74个重点城市及重点区域优良天数比例变化见图 7。由图 7可见，京津冀、长三角和珠三角区域优良天数比例分别上升31.9，15.6和4.4个百分点，其中京津冀区域平均每个城市优良天数约增加116 d，空气质量改善程度领先全国。

图 7 2013—2022年全国74个重点城市及重点区域优良天数比例变化

2013—2022年全国74个重点城市及重点区域重度及以上污染(以下简称“重污染”)天数比例变化见图 8。

图 8 2013—2022年全国74个重点城市及重点区域重污染天数比例变化

由图 8可见，2022年，74个重点城市重污染天数比例为0.6%，较2013年下降7.3个百分点，10年间重污染天数减少90%以上。2022年京津冀区域重污染天数比例为1.6%，较2013年下降17.4个百分点，相当于10年间每个城市减少了63 d重污染天；2022年长三角和珠三角区域重污染天数比例均为0.1%，较2013年分别下降5.4和0.1个百分点，京津冀、长三角和珠三角区域重污染天数分别下降91.5%，99.0%和20.0%，全国及重点区域重污染天明显降低。

2.3.2 全国地级及以上城市优良、重污染天数比例变化

2022年，全国339个地级及以上城市优良天数比例为86.5%，较2015年上升5.3个百分点。2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域优良天数比例变化见图 9。由图 9可见，“2+26”城市、长三角地区和苏皖鲁豫交界优良天数比例呈波动上升趋势，2022年较2015年分别上升13.0，4.3和12.7个百分点；汾渭平原优良天数比例呈波动变化。

图 9 2015—2022年全国地级以上城市和重点区域优良天数比例变化

2022年，全国重污染天数比例为0.9%，首次降至1个百分点以下，较2015年下降1.9个百分点，8年内重污染天数减少60%以上。2015—2022年全国地级及以上城市和重点区域重污染天数比例变化见图 10。由图 10可见，2022年“2+26”城市、长三角地区、汾渭平原和苏皖鲁豫交界四大重点区域重污染天数比例分别为2.2%，0.2%，2.0%和1.4%，较2013年分别下降7.7，1.7，2.4和3.6个百分点，均达8年来最低水平。

图 10 2015—2022年全国地级以上城市和重点区域重污染天数比例变化

2015—2022年全国地级及以上城市主要污染物超标天数见图 11。由图 11可见，PM10和PM2.5超标天数逐年下降，而O3超标天数在2019和2022年同比反弹明显，同比分别增加43.6%和47.8%。

图 11 2015—2022年全国地级及以上城市主要污染物超标天数
2.3.3 全国地级及以上城市达标变化

2022年，全国339个地级及以上城市中，6项污染物年均浓度均达到《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(以下简称“达标”)的城市有213个，占62.8%，与2015年相比(99个)，空气质量达标城市数量翻了1倍。2015年以来，PM2.5和PM10浓度达标城市数量稳步增长，2022年PM2.5、PM10浓度达标城市数量分别是2015年的2.4和1.9倍。自2019年起，城市SO2和CO浓度达标率达到100%，2022年首次实现城市NO2浓度全面达标。2015—2022年全国地级及以上城市环境空气达标情况见表 1。

表 1 2015—2022年全国地级及以上城市环境空气达标情况
2.4 “十四五”期间环境空气质量存在问题分析 2.4.1 超标天数中的首要污染物分析

2020—2022年全国339个地级及以上城市首要污染物的超标天数占比见图 12。由图 12可见，以SO2和CO为首要污染物的超标天数均为0 d；以NO2为首要污染物的超标天数为15~100 d，占比0.1%~0.6%；以O3为首要污染物的超标天数占比34.7%~47.9%；以PM2.5为首要污染物的超标天数占比36.9%~51.2%；以PM10为首要污染物的超标天数占比11.8%~25.2%。2022年，O3为首要污染物的超标天数占比最高(47.9%)，其次是PM2.5(36.9%)、PM10(15.2%)。超标天中首要污染物以颗粒物和O3占比最大，PM2.5和O3是影响空气质量的最重要的污染物，特别是2022年，全国以O3为首要污染物的超标天数占比首次超过PM2.5。

图 12 2020—2022年全国339个城市首要污染物的超标天数占比
2.4.2 优良天数受沙尘和O3的影响分析

2020—2022年，全国339个地级及以上城市沙尘超标引起的优良天数比例损失分别为1.3，2.9，1.9个百分点。中国气候公报显示，2022年暖干气候特征明显，全国平均气温为历史次高，降水量为2012年以来最少，受高温干旱影响[8]，2022年O3浓度上升导致全国优良天数比例下降6.4个百分点，这一贡献量远高于2020—2021年贡献率(分别上升1.7，2.1个百分点)。如综合考虑O3和沙尘天气造成的超标天数，2022年优良天数比例同比上升0.1个百分点。沙尘天气和高温干旱造成的O3浓度波动对全国优良天数比例影响显著。2020—2022年全国339个城市优良天数比例及其受O3、沙尘的影响见图 13。

图 13 2020—2022年全国339个城市优良天数比例及其受O3、沙尘的影响
2.4.3 重污染天数比例变化分析

2020—2022年，全国339个地级及以上城市重污染天数及其首要污染物占比见图 14。由图 14可见，全国339个城市重污染天数分别为1 521，1 637和1 150 d，重污染天数比例为1.2%，1.3%和0.9%，2022年重污染天数比例同比下降0.4个百分点。2022年重污染天的首要污染物占比中，PM2.5占比为55.7%，PM10为42.1%，O3为3.3%，O3为首要污染物的重污染天数占比明显高于2020和2021年(1.6%和1.3%)，而2021年因沙尘天气影响，PM10为首要污染物的重污染天数占比相对较高，达到61.0%。将重污染天进行分类后(沙尘重污染出现时，若伴随PM2.5重污染，仅记作沙尘重污染)，2022年重污染天数中，PM2.5重污染天数为628 d，与2021年基本持平，较2020年下降46.2%；沙尘天气造成的重污染天数为484 d，较2021年明显下降；O3重污染天数为38 d，明显高于2020，2021年的24，21 d。若不考虑沙尘自然源导致的重污染，2020—2022年90.6%的重污染天发生在11—12月和1—2月，主要集中在“2+26”城市、苏皖鲁豫交界、汾渭平原和天山北坡城市群等区域，首要污染物为PM2.5。

图 14 2020—2022年全国339个城市重污染天数及其首要污染物占比

2020—2022年，全国分别有170，190，152个城市发生日空气质量重污染，累计218个城市发生过重污染。其中，发生PM2.5重污染的城市数量分别为161，166，131个，发生沙尘重污染的城市数量为34，135，86个，发生O3重污染城市数量为19，20，26个。全国重污染影响城市数量整体呈现下降趋势，但全国近半数地级及以上城市出现重污染天，导致近3年全国重污染天数比例为0.9%~1.3%，距离《深入打好重污染天气消除、臭氧污染防治和柴油货车污染治理攻坚战行动方案》提出的“到2025年，全国重度及以上污染天气基本消除”的目标仍有距离。2020—2022年全国各类型重污染影响城市数量统计见表 2。

表 2 2020—2022年全国各类型重污染影响城市数量 
3 结论

(1) 2013—2022年，全国环境空气颗粒物浓度持续改善，PM2.5浓度实现“十年降”。一次排放污染物(SO2、NO2、CO)持续改善，SO2浓度降幅超过70%，NO2浓度降幅接近30%，CO浓度降幅超过40%。O3浓度呈现波动变化，2019和2022年受高温干旱等不利气象条件影响，ρ(O3)分别为148和145 μg/m3，高温干旱容易导致O3浓度明显升高。

(2) 2013—2022年，全国优良天数比例波动上升，重污染天数比例显著下降。2015—2022年，全国达标城市数量逐年上升，实现达标城市数量翻倍，全国地级及以上城市SO2和CO连续4年全面达标，NO2在2022年首次全面达标。

(3) 颗粒物和O3是影响优良天数比例最重要的指标，2022年，O3、PM2.5和PM10为首要污染物的超标天分别使优良天数比例损失了6.5、5.0和2.0个百分点；90%以上的非沙尘重污染天发生在秋冬季，主要集中在“2+26”城市、苏皖鲁豫交界、汾渭平原和天山北坡城市群等区域，建议进一步强化重点区域污染联防联控与重点城市大气污染防治，加强多污染物协同治理，推进空气质量持续改善。

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