德興市空氣質(zhì)量與氣象條件關(guān)系分析

摘 要：利用2018—2023年江西省德興市污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及氣候觀測(cè)資料，分析德興市空氣污染物濃度時(shí)空分布特征及其與氣象條件的關(guān)系。結(jié)果顯示：德興市秋冬季主要是PM10、PM2.5污染，夏季首要污染物為O3。氣溫、降水量、平均相對(duì)濕度、平均風(fēng)速等氣象要素與污染物濃度具有相關(guān)性。德興市冬季降水較少、平均氣溫低、風(fēng)速較小，大氣擴(kuò)散速度緩慢，污染物濃度不斷積累；夏季降水偏多，且對(duì)流云層較多，大氣清除能力強(qiáng)，夏季大氣污染物濃度偏低。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；污染物；氣象條件；相關(guān)性

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）10–0-03

空氣是人類(lèi)賴(lài)以生存的必要條件，大氣中的污染物超出一定濃度后就會(huì)污染空氣，威脅人類(lèi)生存環(huán)境安全，導(dǎo)致各種健康隱患[1-3]。隨著經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，城市空氣質(zhì)量等級(jí)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。了解某一地區(qū)的空氣污染物濃度情況，以及污染物濃度與當(dāng)?shù)貧庀髼l件的相關(guān)性，是加強(qiáng)大氣污染治理的重要參考[4-8]。基于2018—2023年江西省德興市大氣中各污染物濃度和氣象條件，分析德興市大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，探討影響大氣環(huán)境質(zhì)量的氣象因子及其相關(guān)性，為開(kāi)展空氣質(zhì)量等級(jí)預(yù)報(bào)及開(kāi)展大氣污染治理提供參考。

1 資料與研究方法

1.1 資料來(lái)源

選取2018—2023年德興市生態(tài)環(huán)境局PM10、PM2.5、

O3、NO2、CO、SO2 6項(xiàng)污染物濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及空氣質(zhì)量等級(jí)，以及2018—2023年德興市氣象站平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速、氣壓等氣象觀測(cè)要素。

1.2 研究方法

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析2018—2023年德興市各個(gè)大氣污染顆粒物的年、季、月特征，了解德興市空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，分析各氣象要素與上述各空氣顆粒物組分之間的相關(guān)性。其中，季節(jié)劃分如下：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12—翌年2月為冬季。

2 德興市大氣中污染物顆粒濃度分析

2018—2023年德興市大氣中的PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及SO2污染物顆粒年平均濃度分別為34.8、20.3、101.0、1.1、13.8和10.2 μg/m3。由圖1可以看出，2018—2023年，這6類(lèi)污染物年平均濃度的變化趨勢(shì)不同，其中，PM2.5、PM10、CO和SO2均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，SO2的下降最明顯，下降趨勢(shì)為-2.385 7，其次是PM10，下降趨勢(shì)為-0.748 6，PM2.5和CO的下降趨勢(shì)分別為-0.2和-0.142 9；O3和NO2的年平均濃度則呈現(xiàn)上升現(xiàn)象，上升趨勢(shì)分別為0.788 6和0.142 9。說(shuō)明2018—2023年德興市的大氣污染物濃度在下降，空氣質(zhì)量整體呈現(xiàn)出變好的趨勢(shì)。

圖1" 2018—2023年德興市PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及SO2污染物年平均濃度的變化趨勢(shì)

分析2018—2023年期間德興市6類(lèi)污染物濃度的月際變化（表1）可知，PM10污染物各月平均濃度為

23.5～46.8 μg/m3，6—8月明顯低于全年平均值，2—3月、5月略低于年平均值；10—12月、1月明顯高于全

年平均值，4、9月接近全年平均值。PM2.5污染物的各月平均濃度為14.0～27.9 μg/m3，6—9月較全年平均值明顯偏低，12、1月則明顯偏高，其余月份在歷年平均值上下略有浮動(dòng)。O3污染物的各月平均濃度為59.0～138.2 μg/m3，4—6月、8—10月均超過(guò)歷年平均值，最高值出現(xiàn)在9月，平均濃度約為年平均的1.4倍；其他月份偏低于歷年平均值，1、2和12月明顯偏低，其中1月最低，較歷年平均值偏低42 μg/m3。NO2污染物的各月平均濃度在8.2～21.8 μg/m3之間，4—9月、2月均低于全年平均值，6—7月為全年最低，其次是8月；3月與年平均值持平；10—12月和1月均超過(guò)年平均值，以12月最高。CO污染物的各月平均濃度為1.0～1.4 μg/m3，2—10月期間各月平均濃度除3月和9月與年平均值持平，其他月份均低于全年平均，最高出現(xiàn)在1月，較年平均值偏高0.3 μg/m3。SO2污染物的各月平均濃度為8.0～14.0 μg/m3，冬季明顯偏高，其次是3月，12月平均濃度為一年中最高值，4—10月均低于年平均值，7月達(dá)到最低，德興市空氣中的SO2濃度相對(duì)較低。

表1" 2018—2023年德興市PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及

SO2污染物的年、月平均濃度" " " " " "μg/m3

月份 PM10 PM2.5 O3 NO2 CO SO2

1 46.8 27.9 59 17.8 1.4 12.2

2 32.0 21.0 78.2 11.8 1.0 13.0

3 34.5 20.7 84.5 13.8 1.1 10.8

4 38.3 22.0 115.2 12.2 1.0 9.0

5 31.8 19.5 126.5 12.3 1.0 8.5

6 23.5 15.0 107.0 8.2 1.0 9.2

7 23.5 14.0 94.0 8.2 1.0 8.0

8 28.0 15.7 116 10.2 1.0 9.3

9 35.0 18.0 138.2 12 1.1 9.0

10 40.7 21.8 125.2 14.4 1.0 9.4

11 39.3 21.5 96.8 20.4 1.3 9.8

12 43.5 26.3 75.5 21.8 1.3 14.0

年 34.8 20.3 101 13.8 1.1 10.2

根據(jù)2018—2023年德興市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)統(tǒng)計(jì)，空氣質(zhì)量年平均達(dá)標(biāo)率為99.6%，2月達(dá)標(biāo)率96.4%，

為全年最低，5—8月空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率最高。從各月的6類(lèi)污染物平均濃度及空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率平均值看，除O3的平均濃度表現(xiàn)為夏半年較高、冬半年較低，其余污染物濃度整體上均為冬半年高、夏半年低。

3 德興市空氣質(zhì)量與氣象條件的關(guān)系

前文研究得出，2018—2023年德興市大氣污染物顆粒具有顯著的月份差異，呈現(xiàn)出季節(jié)性變化特征，這可能是污染物濃度受季節(jié)性和氣象因素影響所致。氣溫、降水量、光照、平均相對(duì)濕度、風(fēng)速、氣壓等是影響大氣污染物濃度的主要?dú)庀笠蛩亍Ｒ虼?，通過(guò)分析德興市氣溫、降水量、光照、平均相對(duì)濕度、風(fēng)速、氣壓的月變化特征，進(jìn)一步研究這些氣象因素與大氣污染物之間的相關(guān)性。

2018—2023年德興市年平均氣溫為18.9 ℃，1—8月平均氣溫逐月升高，8月達(dá)到峰值，9—12月又呈現(xiàn)逐月下降現(xiàn)象，1月平均氣溫為一年中最低（表2）。德興市年平均降水量為2 018.5 mm，年降水量集中在3—7月，以夏季降水量最多，約占年總降水量的39.4%；其次是春季，占年降水量的33.5%；降水量最少的是秋季，為年降水量的10.3%，其中，6月平均降水量最多，約占年降水量的20.4%，其次是5、7月，降水量最少的是10月，平均僅為36.6 mm。德興市年平均日照時(shí)數(shù)為1 612.7 h，3—12月的月平均日照時(shí)數(shù)均在100.0 h以上，其中8月平均日照時(shí)數(shù)最多，其次是7、9月，日照時(shí)數(shù)最少的是2月，僅有

71.5 h。德興市年平均相對(duì)濕度為78%，1—7月及12月的各月平均相對(duì)濕度均高于年平均值，最低為9—10月，平均72%，最高是6月，為83%。德興市年平均氣壓為1 005.2 Pa，各月份平均大氣壓相差不大，偏低的是6—8月，11—翌年2月相對(duì)較高。德興市年平均風(fēng)速為1.6 m/s，風(fēng)速的月變化也不明顯，夏秋季相對(duì)偏高，平均1.6 m/s，冬春季相對(duì)略低，8—9月平均風(fēng)速最大，均達(dá)到1.7 m/s，1月最低，為1.4 m/s?？傮w看，2018—2023年德興市氣候特征表現(xiàn)為夏季氣溫偏高、降水量及日照時(shí)數(shù)最多，雨熱同季，平均相對(duì)濕度在冬春季偏高、秋季偏低，夏季氣壓最低，而且夏秋季風(fēng)速相對(duì)較大。

表2" 2018—2023年德興市各月份的氣候要素值

月份 平均氣溫/℃ 降水量/mm 日照時(shí)數(shù)/h 平均相對(duì)濕度/% 氣壓/Pa 風(fēng)速/（m/s）

1 7.0 105.0 89.2 81 1 015.1 1.4

2 9.0 145.3 71.5 82 1 013.6 1.5

3 14.1 215.2 101.7 82 1 008.1 1.6

4 18.2 195.2 125.6 78 1 005.5 1.5

5 23.2 265.8 118.8 80 1 002.1 1.5

6 26.3 412.4 106.7 83 996.6 1.4

7 29.5 273.0 185.2 78 995.5 1.6

8 29.9 109.2 223.7 74 990.1 1.7

9 26.4 76.3 190.8 72 1 002.3 1.7

10 20.1 36.6 153.5 72 1 007.8 1.6

11 15.1 94.9 139.9 77 1 012.6 1.6

12 8.2 89.6 106.1 78 1 013.4 1.6

年 18.9 2 018.5 1 612.7 78 1 005.2 1.6

氣候因素影響大氣污染物的生成、擴(kuò)散、沉積、轉(zhuǎn)化等，進(jìn)而改變污染物濃度，構(gòu)建大氣污染物濃度與不同氣象因素之間的相關(guān)性模型，利用SPSS分析德興市氣象條件與PM10、PM2. 5、O3、NO2、CO、SO2濃度的影響，得出其相關(guān)性（表3）。

表3" 德興市各污染物與各氣象要素的相關(guān)性分析

污染物 平均氣溫 降水量 日照時(shí)數(shù) 平均相對(duì)濕度 氣壓 平均風(fēng)速

PM10 -0.752 -0.710 -0.349 -0.170 0.808 -0.074

PM2.5 -0.896 -0.547 -0.589 0.118 0.880 -0.283

O3 0.746 0.029 0.613 -0.624 -0.573 0.414

NO2 -0.743 -0.678 -0.339 -0.064 0.783 0.388

CO -0.658 -0.429 -0.303 0.097 0.665 -0.124

SO2 -0.867 -0.370 -0.632 0.342 0.727 -0.196

結(jié)果表明，PM10、PM2.5、O3、NO2、CO、SO2與平均氣溫、降水量的相關(guān)性均通過(guò)0.01水平顯著性檢驗(yàn)。PM10與平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、平均相對(duì)濕度、平均風(fēng)速均呈負(fù)相關(guān)，與氣壓呈顯著正相關(guān)；PM2.5與氣壓顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度呈弱的正相關(guān)，與平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、平均風(fēng)速均呈顯著負(fù)相關(guān)；O3與平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、平均風(fēng)速呈顯著正相關(guān)，與降水量呈弱的正相關(guān)，與氣壓、平均相對(duì)濕度呈顯著負(fù)相關(guān)；NO2與平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與平均相對(duì)濕度負(fù)相關(guān)不明顯，與氣壓、平均風(fēng)速呈顯著正相關(guān)；CO在與氣象要素的相關(guān)性上與PM2.5相同；SO2 與平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，通過(guò)0.01的顯著性檢驗(yàn)，與降水量、日照時(shí)數(shù)和平均風(fēng)速均呈負(fù)相關(guān)，與平均相對(duì)濕度、氣壓呈正相關(guān)。

通常，風(fēng)速越來(lái)越大利于污染物擴(kuò)散，但大風(fēng)天氣又會(huì)吹起粉塵，造成浮塵天氣，反而使空氣污染更嚴(yán)重。德興市屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，具有光熱豐富，雨量充沛、晝夜溫差大、局地山區(qū)小氣候等特點(diǎn)。氣溫高，紫外線(xiàn)強(qiáng)，O3污染會(huì)越嚴(yán)重；而降水可以減少空氣中懸浮著的污染物顆粒，降水越多空氣越清新，反之相對(duì)濕度低時(shí)，有利于污染物顆粒懸浮在空氣中，空氣質(zhì)量則會(huì)變差。此外，氣壓越低時(shí)，越不利于氣流流動(dòng)，因此污染物也容易積聚。

4 城市空氣質(zhì)量提升措施

近年來(lái)，在全球氣候變暖大趨勢(shì)下，各地氣候發(fā)生了很大的變化，導(dǎo)致霧霾、熱浪、沙塵等極端天氣事件多發(fā)頻發(fā)，對(duì)空氣質(zhì)量造成了極大的影響，直接威脅人們的生活環(huán)境和身心健康。為了提升空氣質(zhì)量，相關(guān)部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化污染治理措施，控制污染源的排放。首先，推廣清潔能源，提高能源利用率，減少化石能源的使用量，減少溫室氣體排放；其次，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)，實(shí)施植樹(shù)造林、恢復(fù)濕地、保護(hù)生物的多樣性等措施，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高自我調(diào)節(jié)能力，從源頭上積極應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的不利影響，減少氣候變化導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化等現(xiàn)象，進(jìn)而提升空氣質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

2018—2023年德興市秋冬季的主要污染物為PM10、

PM2.5，夏季首要污染物為O3。德興市為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，具有氣溫高，降水多，且雨熱同季，風(fēng)速較小，空氣相對(duì)濕度較大等特點(diǎn)，秋冬季降水相對(duì)較少，平均氣溫低且冬季風(fēng)速小，不利于氣體流動(dòng)，大氣污染物容易積聚，而夏季溫高雨多，降水對(duì)大氣的清潔能力較強(qiáng)，因此德興市空氣質(zhì)量受季節(jié)性影響較大。此外，隨著城市建設(shè)進(jìn)程加快，人口、機(jī)動(dòng)車(chē)、商業(yè)、工業(yè)廠(chǎng)礦規(guī)模化發(fā)展，在適宜的氣象條件下極易出現(xiàn)污染天氣。未來(lái)，德興市應(yīng)大力推廣清潔能源使用，加大植被種植力度，倡導(dǎo)綠色出行，嚴(yán)控工礦企業(yè)廢水廢氣排放等，加強(qiáng)空氣質(zhì)量治理，以提高空氣質(zhì)量。

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收稿日期：2024-07-11

作者簡(jiǎn)介：徐蕓瑾（1987—），女，江西上饒人，助理工程師，研究方向?yàn)榭h級(jí)綜合業(yè)務(wù)。