天水市PM2.5和NO2的污染特征及相關(guān)性分析

摘要：以2019年天水市四個環(huán)境空氣自動監(jiān)測點(diǎn)位為依據(jù)，對環(huán)境空氣中的PM2.5和NO2不同時間、不同點(diǎn)位的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，分析探討了PM2.5和NO2的污染特征和相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：天水市PM2.5和NO2;污染特征;相關(guān)性分析

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.081

Pollution characteristics of PM2.5 and NO2 in Tianshui city and correlation analysis

Yang Lu

（Tianshui Environmental Monitoring Station，Tianshui Gansu 741000，China）

Abstract：On the basis of four ambient air automatic monitoring points in Tianshui city in 2019，the variation rules of PM2.5 and NO2 in the ambient air at different time and at different points were studied， and the pollution characteristics and correlation between PM2.5 and NO2 were analyzed.

Key words：PM2.5 and NO2 in Tianshui city;Pollution characteristics;Correlation analysis

隨著工業(yè)的發(fā)展，空氣中污染物種類越來越多，成分也越來越復(fù)雜，對人們的生活造成很大的影響。天水市位于甘肅省東南部，城區(qū)由秦州和麥積兩區(qū)組成，為河谷地貌，整個呈“兩山夾一河”的特殊地理形態(tài)，東西長、南北窄。建成區(qū)位于底部河谷位置，不利于污染物擴(kuò)散;天水又屬于大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，冬季多受蒙古高壓和極地變性大陸氣團(tuán)影響，氣溫低，雨雪稀少，多干旱，城區(qū)盛行西南風(fēng)，靜風(fēng)頻率高，很容易出現(xiàn)霧霾天氣，給群眾生活帶來諸多不便。利用2019年安裝在城區(qū)的四個環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)（兩個為國家空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)，兩個為甘肅省空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)），對主要污染因子PM2.5和NO2的污染特征進(jìn)行了相關(guān)性分析，為天水市霧霾的治理提供一定的技術(shù)支持。

1 監(jiān)測點(diǎn)位和數(shù)據(jù)來源

1.1 監(jiān)測點(diǎn)位

天水市四個環(huán)境空氣監(jiān)測點(diǎn)位分別是公園小學(xué)、麥積區(qū)國土局、天水師院和麥積區(qū)政府，連續(xù)自動監(jiān)測，數(shù)據(jù)通過VPN通道同時發(fā)送中國環(huán)境監(jiān)測總站、甘肅省生態(tài)環(huán)境廳和天水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，數(shù)據(jù)有效性主要由省、市兩級審核。

1.2 儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)來源

天水市四個環(huán)境空氣監(jiān)測點(diǎn)位中PM2.5自動監(jiān)測儀器采用XH2000E型號產(chǎn)品，監(jiān)測方法為β射線衰減原理法，NO2自動監(jiān)測儀采用EC9841型號產(chǎn)品，監(jiān)測方法為化學(xué)發(fā)光法，文章統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)是從市自動監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)選取的，主要保證所選數(shù)據(jù)在一天內(nèi)是完整有效的，不帶任何傾向性[1]。

2 結(jié)果分析

2.1天水市PM2.5與NO2濃度的污染特征

2.1.1 PM2.5與NO2濃度的年度變化特征

圖1為2019年天水市PM2.5和NO2的月均值變化規(guī)律，其變化規(guī)律基本一致，但PM2.5變化幅度高于NO2。1月和12月監(jiān)測值最高，PM2.5最高值為64ug/m3，NO2最高值為55ug/m3，2-6月逐漸下降，最低值出現(xiàn)在7月，PM2.5為10ug/m3，NO2為20ug/m3，9-11月又開始上升。PM2.5和NO2濃度季節(jié)變化明顯，冬春高，夏秋低，且在夏季達(dá)到最低值。冬春高主要受冬季鍋爐供暖和春季沙塵天氣影響較大。

2.1.2PM2.5與NO2濃度的日變化特征

對秦州區(qū)和麥積區(qū)四個站點(diǎn)2019年1月18日、5月21日、7月15日和10月27日的PM2.5和NO2小時變化趨勢進(jìn)行了綜合比較分析，由圖2-5可知，NO2濃度的日最低值出現(xiàn)在午后14時，主要由于這段時間太陽輻射最強(qiáng)，NO2作為二次污染物的主要前體物參與光化學(xué)反應(yīng)而被消耗，所以濃度達(dá)到最低。PM2.5濃度在日內(nèi)變化與NO2基本一致，低谷也出現(xiàn)在午后，但它們的高峰時間根據(jù)季節(jié)的不同而不同。在污染嚴(yán)重的冬季最高值出現(xiàn)在交通活動較強(qiáng)烈的晚高峰階段，在污染較輕的春秋季節(jié)，最高值出現(xiàn)在夜晚和凌晨;在污染較輕的夏季，日內(nèi)濃度變化幅度較小，基本沒有高值出現(xiàn)。

2.1.3PM2.5與NO2濃度不同點(diǎn)位的變化特征

通過分析公園小學(xué)、麥積區(qū)國土局、天水師院和麥積區(qū)政府四個點(diǎn)位PM2.5濃度隨時間（月份）的變化趨勢，由圖可見，麥積區(qū)政府>國土局>天水師院>公園小學(xué)。受地形和位置影響，麥積區(qū)政府屬于混合區(qū)，位于火車站附近，車流量較大，且被城中村包圍，不利于污染物擴(kuò)散，受汽車尾氣、燃煤排放和餐飲油煙影響PM2.5濃度達(dá)到最高;國土局屬于商業(yè)區(qū)，三面臨近馬路，車流量大，主要受汽車尾氣影響較大，PM2.5濃度僅次于麥積區(qū)政府;天水師院屬于文教區(qū)，但一側(cè)臨近馬路，大車較多，污染主要來自于汽車尾氣;公園小學(xué)位于人民公園內(nèi)，周圍基本沒有污染源，PM2.5濃度最低。

通過分析公園小學(xué)、麥積區(qū)國土局、天水師院和麥積區(qū)政府四個點(diǎn)位NO2濃度隨時間（月份）的變化趨勢，由圖可見，四個點(diǎn)位NO2變化趨勢基本一致，秦州區(qū)NO2濃度高于麥積區(qū)，秦州區(qū)風(fēng)速小于麥積區(qū)，基本處于靜風(fēng)狀態(tài)，秦州區(qū)兩個點(diǎn)位污染物濃度受汽車尾氣影響很大，且擴(kuò)散不好，NO2濃度較高。

2.2 PM2.5與NO2污染相關(guān)性分析

不同點(diǎn)位PM2.5與NO2相關(guān)性見表1。相關(guān)性分析可采用相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法[ 2，3]進(jìn)行，相關(guān)系數(shù)r= ，回歸線性方程為y=bx+a。

在a=0.05的置信水平上，相關(guān)系數(shù)的臨界值為0.553。由表1可知，各點(diǎn)PM2.5和NO2之間存在顯著的相關(guān)性，總體來看，兩者變化以正相關(guān)為主，PM2.5與NO2容易產(chǎn)生疊加污染，PM2.5濃度高時，NO2濃度也高;反之，NO2濃度升高時，PM2.5污染也相應(yīng)加重。

3 結(jié)論

PM2.5和NO2是環(huán)境空氣中重要的污染物，通過統(tǒng)計分析天水市四個自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可得到以下結(jié)論：

（1）PM2.5和NO2為典型的季節(jié)性污染物，在不同月份濃度差異較大，冬春濃度較高，夏秋濃度較低。（2）在一天內(nèi)，NO2濃度與太陽輻射有一定關(guān)聯(lián)性，太陽輻射最強(qiáng)時NO2濃度最低，而PM2.5濃度出現(xiàn)極值的時間不確定。（3）PM2.5和NO2兩者濃度以正相關(guān)為主，即PM2.5和NO2容易產(chǎn)生疊加污染，PM2.5濃度高時，NO2污染也增加，而NO2濃度升高時，也加重PM2.5的污染。因此在治理PM2.5污染的同時也可降低NO2濃度。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-03-16

作者簡介：楊璐（1983-），女，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測。