中國邯鄲市2019年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度時空分布特征及其與氣象因素的相關(guān)性分析

李建武 葛勝 阮航 王江華 王夢嬋 魯晶

武漢天虹環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司，中國·湖北 武漢 430075

1 引言

近年來，中國邯鄲市的大氣污染程度日益加劇，空氣污染嚴(yán)重。對邯鄲市的大氣污染相關(guān)的研究也較多，大多數(shù)研究者是從各方面分析研究大氣中的PM2.5，劉衛(wèi)等[1]研究分析了邯鄲市2015年P(guān)M2.5化學(xué)組分空間分布特征及PM2.5濃度水平與相對濕度、風(fēng)向這兩種氣象要素之間的關(guān)系。但是鮮少有人研究分析2019年邯鄲市PM2.5質(zhì)量濃度時空分布特征及PM2.5四季濃度與5種氣象因素之間的相關(guān)性。因此，本研究以2019年邯鄲市城區(qū)的4個空氣質(zhì)量環(huán)境自動監(jiān)測站一年連續(xù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和慧聚氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，對邯鄲市PM2.5質(zhì)量濃度時空分布特征及其與氣象因素之間的相關(guān)性進行分析研究，來以此為邯鄲市的大氣污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源與方法

PM2.5濃度數(shù)據(jù)來源于中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺。中國168個城市的空氣質(zhì)量實時監(jiān)測數(shù)據(jù)均由該網(wǎng)站提供。論文統(tǒng)計的是邯鄲市的4個監(jiān)測站點的PM2.5質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，PM2.5統(tǒng)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均為小時數(shù)據(jù)，統(tǒng)計時間為2019年1月1日至2019年12月31日[1]。PM2.5日均值根據(jù)每天24h（00:00—24:00）的數(shù)據(jù)求得，月均值根據(jù)PM2.5的日均值求得，用origin8.0和SPSS19.0軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 PM2.5質(zhì)量濃度月均變化特征分析

邯鄲市4個監(jiān)測站點的PM2.5月均濃度變化均呈單峰單谷型，高峰值均出現(xiàn)在冬季2月份，出現(xiàn)此特征主要是因為2月正值冬季，當(dāng)?shù)鼐用癫捎萌济喝∨瘜?dǎo)致PM2.5濃度增加；2月以后PM2.5濃度有明顯的突降，出現(xiàn)此特征主要是因為2月以后正值春季，氣溫回暖，采用燃煤取暖的居民人數(shù)大大地降低了[2]；到4月份C站和D站的PM2.5月均濃度有個小幅上升，其余A和B兩個站的PM2.5月均濃度一直是呈下降趨勢，主要是因為A、B兩個站的地理環(huán)境位置優(yōu)于C、D兩個站，4月的邯鄲市容易產(chǎn)生揚塵和沙塵天氣，而C、D兩個站點的地理環(huán)境位置容易受到這種天氣的干擾，所以導(dǎo)致C、D兩個監(jiān)測站4月的PM2.5月均濃度有個突升。4月之后到8月A、B、C、D四個監(jiān)測站點的PM2.5月均濃度都是一個緩慢下降的趨勢，直到8月達(dá)到最低值。8月以后PM2.5濃度逐漸上升，直到在12月達(dá)到第二波峰值。主要因為是8月以后就到了秋冬季，氣溫逐漸降低，居民就開始采用燃煤取暖，使PM2.5濃度不斷上升一直到12月達(dá)到最高值。

3.2 PM2.5濃度空間分布特征

通過利用Aicgis軟件中的ArcMap中得知A、B、C三個站點均位于邯鄲市的叢臺區(qū)內(nèi)，而D站點位于邯鄲市邯山區(qū)，可以看出，春、秋、冬三季的邯鄲市四個站點的PM2.5濃度空間分布特征呈南高北低，由北向南逐漸升高。而夏季邯鄲市四個站點的PM2.5濃度空間分布特征呈北高南低，由北向南逐漸降低，分析其原因是因為春、秋、冬三季邯鄲市PM2.5濃度較高的地區(qū)在邯山區(qū)東邊和東南邊，盛行季風(fēng)就會把污染物先吹到邯山區(qū)后到達(dá)叢臺區(qū)，而夏季叢臺區(qū)PM2.5的濃度比邯山區(qū)的PM2.5濃度高，分析其原因是夏季整個邯鄲市PM2.5污染比較嚴(yán)重的區(qū)域是位于叢臺區(qū)的北邊，盛行季風(fēng)將邯鄲市北部污染物最先吹到叢臺區(qū)，再到達(dá)邯山區(qū)，所以夏季邯山區(qū)的PM2.5濃度比叢臺區(qū)的PM2.5濃度稍低些[3]。

3.3 PM2.5濃度與氣象因素之間的相關(guān)性分析

根據(jù)表1得知邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均氣壓呈負(fù)相關(guān)性，夏季PM2.5平均濃度與日平均氣壓呈正相關(guān)性，邯鄲市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均風(fēng)速均呈負(fù)相關(guān)性，邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均氣溫呈正相關(guān)性。邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與相對濕度呈正相關(guān)性，其中冬季與相對濕度呈顯著正相關(guān)性，而夏季PM2.5平均濃度與相對濕度呈弱負(fù)相關(guān)性，邯鄲市春季、夏季、秋季PM2.5平均濃度與降水量均呈負(fù)相關(guān)性，冬季邯鄲市無降雨，所以冬季PM2.5平均濃度與降水量無相關(guān)性，其中夏季的相關(guān)性最顯著。

表1 不同季節(jié)PM2.5濃度與氣象因素之間的相關(guān)性

4 結(jié)論

①從月均濃度變化特征來看，邯鄲市A、B、C、D四個環(huán)境監(jiān)測站點的月均濃度變化均呈單峰單谷型，月均濃度第一高值均出現(xiàn)在冬季2月份，2月開始逐月遞減，4月有個回升，4月—8月這段時間波動不大，8月達(dá)到最低值，低谷值均出現(xiàn)在8月份，8月以后不斷上升，直到12月達(dá)到第二高值。

②從空間分布特征來看，邯鄲市A、B、C、D四個監(jiān)測站點的PM2.5春、秋、冬季濃度空間分布特征呈南高北低，而邯鄲市A、B、C、D四個監(jiān)測站點的PM2.5夏季濃度空間分布特征呈北高南低。

③邯鄲市PM2.5四季的平均濃度與日平均氣壓、日平均風(fēng)速、日平均氣溫、相對濕度、日降水量這5項氣象因子有顯著相關(guān)性。