滁州市空氣質(zhì)量指數(shù)及其驅(qū)動(dòng)力因子分析

陳磊，呂鑫，陳明珠，汪澤鋒

（滁州學(xué)院，安徽 滁州239000）

滁州市空氣質(zhì)量指數(shù)及其驅(qū)動(dòng)力因子分析

陳磊，呂鑫，陳明珠，汪澤鋒

（滁州學(xué)院，安徽 滁州239000）

針對(duì)皖江城市帶的代表性城市安徽省滁州市，利用2015年初新建成的三處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站提供的空氣質(zhì)量指數(shù)和空氣污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，初步獲得滁州市空氣質(zhì)量的時(shí)空動(dòng)態(tài)分布格局。分析結(jié)果表明：滁州市空氣質(zhì)量指數(shù)存在不同程度的月際波動(dòng)性和日際波動(dòng)性，空氣質(zhì)量以冬季月份的1月為最差，以春季月份的3月為最優(yōu)；三處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中，位于市區(qū)北部的老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的空氣質(zhì)量相對(duì)較差；細(xì)顆粒物是滁州市的首要污染物，其濃度對(duì)滁州市空氣質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。

空氣質(zhì)量；指數(shù)；污染物

一、研究背景

大氣污染問(wèn)題已成為影響我國(guó)城市和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境外交的重要因素，使我國(guó)在不斷發(fā)展的同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1-3]。工業(yè)進(jìn)程步伐的加快、化石燃料的消耗等是重要的空氣污染源，本地污染物的排放、外地污染物的傳輸，以及污染物的二次生成等是地區(qū)污染物的主要組成部分[4]。

目前，我國(guó)城市空氣質(zhì)量研究熱點(diǎn)主要集中在華北、珠三角、西北等多地[5-7]，而位于華東腹地的安徽省各市的空氣質(zhì)量狀況尚無(wú)較為系統(tǒng)的研究。本文首次以皖江城市帶的代表性城市安徽省滁州市為研究對(duì)象，對(duì)其空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，以期獲得滁州市環(huán)境空氣質(zhì)量的狀況資料和時(shí)序變化信息。

二、資料與方法

（一）研究區(qū)概況

滁州市位于安徽省東部，蘇皖交界處，地理范圍為北緯 31°51′-33°13′、東經(jīng) 117°09′-119°13′之間，隸屬“南京都市圈”核心層。滁州市管轄瑯琊區(qū)、南譙區(qū)2個(gè)市轄區(qū)和全椒、來(lái)安、定遠(yuǎn)、鳳陽(yáng)4個(gè)縣，代管天長(zhǎng)、明光2個(gè)縣級(jí)市。滁州市已初步形成以國(guó)家級(jí)園區(qū)滁州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)為先導(dǎo)，各縣市區(qū)省級(jí)工業(yè)園為重點(diǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)小區(qū)為支撐的三級(jí)園區(qū)發(fā)展格局，為滁州市的經(jīng)濟(jì)與發(fā)展提供有力支撐。

（二）數(shù)據(jù)來(lái)源與方法介紹

滁州市現(xiàn)有三處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)用以監(jiān)測(cè)城市空氣質(zhì)量狀況時(shí)空變化。選擇2015年1月-6月期間滁州市3處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的AQI及各項(xiàng)空氣污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分別以月份、日期為單位進(jìn)行分析，日均值由網(wǎng)站提供的小時(shí)均值數(shù)據(jù)計(jì)算而得，月均值由日均值數(shù)據(jù)計(jì)算而得到。

三、結(jié)果分析

（一）空氣質(zhì)量指數(shù)

2015年1-6月滁州市各空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的AQI日均值分布情況如圖1所示。為利于區(qū)分AQI月間對(duì)比，將各月AQI值域范圍統(tǒng)一設(shè)置為0-300。由圖1可知，三處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的觀測(cè)值變化趨勢(shì)基本一致，且觀測(cè)值相近，僅1月老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較高于人大賓館和監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。各月空氣質(zhì)量不同等級(jí)的統(tǒng)計(jì)天數(shù)見(jiàn)圖1。

圖1 2015年1-6月安徽省各市AQI月均值Fig.1 Monthly means of AQI of each city of Anhui Province during the first half year

圖2 老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)各月空氣質(zhì)量等級(jí)統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistics of the air quality rating of the elderly university station

圖1和圖2能夠很好地體現(xiàn)2015年1-6月滁州市空氣質(zhì)量的時(shí)序動(dòng)態(tài)變化。整體來(lái)看，各月AQI存在不同程度的月際、日際波動(dòng)性：1月波動(dòng)性最強(qiáng)、波動(dòng)幅度最大，空氣質(zhì)量為6個(gè)月中最差，存在5天重度污染，主要在月初和月末附近出現(xiàn)兩次峰值期過(guò)程，月初老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)期間最高日均值286；2月空氣質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，有50%的日期的空氣質(zhì)量達(dá)到良級(jí)別，AQI值均在0-200范圍內(nèi)波動(dòng)，主要高值日期出現(xiàn)在月中，至月末AQI值不斷降低；3月空氣質(zhì)量為6個(gè)月中最優(yōu)，達(dá)到良級(jí)別以上的日期高達(dá)94%，AQI日值相對(duì)平穩(wěn)、波動(dòng)不大，僅有1天的AQI日均值為103，其余日期空氣質(zhì)量全部達(dá)到優(yōu)良級(jí)別；4月上旬AQI仍平穩(wěn)維持在較低值范圍，至下旬稍有升高；5、6月AQI值域范圍相近，與4月下旬的監(jiān)測(cè)值存在一定程度的承接。

（二）空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定，將PM10、PM2.5、NO2、SO2和CO等空氣污染物納入日常監(jiān)測(cè)范疇，實(shí)時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)空氣污染物濃度值比例?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析同樣利用老年大學(xué)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行。2015年1-6月滁州市老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的PM10、PM2.5、NO2、SO2和 CO五項(xiàng)空氣污染物濃度值比例（各濃度單位與AQI計(jì)算原則規(guī)定一致）的各月日均值分布情況如圖3所示。

圖3 2015年1-6月滁州市老年大學(xué)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)空氣污染物濃度值比例Fig.3 The proportion of air pollutant concentration in the monitoring stations of 1-6 in Chuzhou city in 2015

百分比堆積面積圖可用于顯示每個(gè)數(shù)值所占百分比隨時(shí)間或類別變化的趨勢(shì)，表達(dá)每個(gè)系列的比例趨勢(shì)線。由圖3可知，2015年1月-6月各項(xiàng)污染物比例較為穩(wěn)定，以PM10和PM2.5所占百分比為最大，基本維持在80%-90%左右。為探知AQI與各項(xiàng)空氣污染物之間的關(guān)系，以月為單位分別對(duì)AQI與各項(xiàng)空氣污染物進(jìn)行線性回歸分析，最終結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 AQI與空氣污染物相關(guān)性分析Table.1 Correlation analysis between AQI and air pollutants

由表1可知，AQI與PM2.5存在極強(qiáng)的線性相關(guān)，二者各月相關(guān)系數(shù)最低值高達(dá)0.9681，空氣質(zhì)量最差的1月AQI與PM2.5的相關(guān)系數(shù)甚至高達(dá)0.9960，由此可知，細(xì)顆粒物是滁州市的首要污染物，細(xì)顆粒物的濃度對(duì)滁州市空氣質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。

四、結(jié)果與討論

（1）2015年上半年，滁州市各月AQI存在不同程度的月際、日際波動(dòng)性，空氣質(zhì)量以冬季月份的1月為最差，春季月份的3月為最優(yōu)；

（2）市內(nèi)三處空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的AQI分布較為相近，位于北部的老年大學(xué)空氣質(zhì)量相對(duì)較差，說(shuō)明不同位置的功能區(qū)特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致小范圍內(nèi)的空氣質(zhì)量存在分布差異；

（3）AQI與SO2和NO2的相關(guān)系數(shù)極小，與CO達(dá)顯著相關(guān)，與PM2.5存在極強(qiáng)的線性相關(guān)；細(xì)顆粒物是滁州市的首要污染物，細(xì)顆粒物的濃度對(duì)滁州市空氣質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。

[1]岳玎利，鐘流舉，曾立民，等.珠三角地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物理化特性與成因[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2015，38（2）：105-109.

[2]Minghui Tao,Liangfu Chen,Zifeng Wang,et al.A study of urban pollution and haze clouds over northern China during the dusty season based on satellite and surface observations[J].Atmospheric Environment 2014,82:183-192.

[3]范辰乾.基于MODIS數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度與PM2.5濃度關(guān)系研究——以濟(jì)南市為例 [D].山東師范大學(xué),2014.

[4]張建中忠,孫瑾,王冠嵐等.北京地區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)時(shí)空分布特征及其與氣象條件的關(guān)系 [J].氣象與環(huán)境科學(xué),2014,37(01):33-39.

[5]滕 曼 姚雅偉 付 強(qiáng).京津冀地區(qū)環(huán)境空氣PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2015,9（1）：331-334.

[6]伯鑫，王剛，溫柔等。京津冀地區(qū)火點(diǎn)企業(yè)的大氣污染影響[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015,35（02）：364-373.

[7]姚青,蔡子穎,韓素芹,等.天津冬季霧霾天氣下顆粒物質(zhì)量濃度分布與光學(xué)特性[J].環(huán)境科學(xué)研究，2014,27(05):462-469.

R852.1

A

1671－5993（2017）03－0049－03

2017-05-04

滁州學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助（2016CXXL061）。

陳磊（1995-），男，安徽和縣人，滁州學(xué)院地理信息與旅游學(xué)院地信專業(yè)學(xué)生；呂鑫（1989-），男，黑龍江哈爾濱人，滁州學(xué)院地理信息與旅游學(xué)院教師，碩士。