四川省 PM_2.5 污染的時(shí)空特征與影響因素研究

關(guān)鍵詞： PM_2.5 污染；時(shí)空特征；影響因素；四川省

中圖分類號(hào)：X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）06-0185-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.055

Study on the Spatiotemporal Characteristics and Influencing Factors of PM_2.5 Pollution in Sichuan Province

CHEN Li¹ ，YANG Xiao2 （1.Renhe Ecological Environment Monitoring Station of Panzhihua City; 2.CECEP（Panzhihua） Clean Tech Development Co.，Ltd.，Panzhihua 617O61， China）

Abstract：This study takes fine particulate matter （PM_2.5） ）pollution in Sichuan province in 2O24 as the research object， andsystematicalyanalyzesitsspatiotemporaldistributioncharacteristicsand influencingfactors.Theresearchresults indicate that the PM_2.5 concentration in Sichuan province exhibits a seasonal variation pattern of high in winter and low in summer over time，and a spatial distribution patern of high in the east and low in the west，and PM_2.5 pollution is influenced byacombinationofnaturalandhumanfactors.Amongnaturalfactors，lowwindspeed，inversionlayer，andvallyterain significantlyinhibit thedifusionof polutants;among humanfactors，industrial emisions，transportationemissions，and household emissions are the main sources of PM_2.5 pollution，and the energy consumption structure with a high proportion of coal，the economic model dominated by heavy industry，and the high population density further exacerbate PM_2.5 pollution. The research results reveal the spatiotemporal characteristics and influencing factors of PM_2.5 pollution in Sichuan province， providingascientificbasis forformulatingdiferentiatedpollutionpreventionandcontrolstrategies，which isof great significance for improving regional air quality and achieving sustainable development.

Keywords： PM_2.5 pollution; spatiotemporal characteristics; influencing factors; Sichuan province

近年來，我國工農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展，城鎮(zhèn)化有序推進(jìn)，車輛保有量迅速增加，使得空氣污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻，而細(xì)顆粒物（ PM_2.5 ）是主要污染物之一。 PM_2.5 不僅影響大氣能見度，而且有更大的比表面積，能攜帶更多的細(xì)菌、病毒和對(duì)人體有害的污染物，可直接進(jìn)入呼吸道和肺部，給人體健康造成威脅[。四川省是中國西南地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)與生態(tài)區(qū)域，近年來， PM_2.5 污染問題尤為突出，在地形復(fù)雜、氣候多樣的背景下，其時(shí)空分布特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制具有顯著的區(qū)域性與復(fù)雜性。

四川省位于中國西南腹地，總面積約為 486000km² 。該區(qū)域地形地貌呈現(xiàn)顯著的西高東低特征，西部為川西高原，平均海拔超過 3000m ，東部為四川盆地，海拔普遍低于 500m 。復(fù)雜的地形條件導(dǎo)致氣候類型多樣，氣候類型以亞熱帶季風(fēng)氣候?yàn)橹?，兼具顯著的垂直地帶性差異。四川省是中國重要的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)區(qū)域，人口密度大，工業(yè)化與城市化進(jìn)程迅速，能源消耗量大，這些因素共同導(dǎo)致區(qū)域大氣污染問題的加劇，尤其是 PM_2.5 污染已成為影響區(qū)域空氣質(zhì)量與居民健康的核心問題。研究四川省 PM_2.5 污染的時(shí)空特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對(duì)于制定科學(xué)的大氣污染防治策略具有重要意義。本文以2024年四川省 PM_2.5 污染為研究對(duì)象，通過分析其時(shí)空分布特征及影響因素，揭示PM_2.5 污染的演變規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為制定科學(xué)有效的污染防治策略提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)，從而推動(dòng)區(qū)域空氣質(zhì)量的改善與可持續(xù)發(fā)展。

1數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

1.1數(shù)據(jù)來源

本研究采用多源數(shù)據(jù)，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象觀測(cè)、地形信息及社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)。 PM_2.5 濃度數(shù)據(jù)來自四川省生態(tài)環(huán)境廳，涵蓋2024年四川省21個(gè)市州及主要區(qū)縣的日均濃度，空間分辨率為 1km×1km 。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)覆蓋成都市、綿陽市、南充市等城市，東部盆地站點(diǎn)密集，西部高原站點(diǎn)稀疏[2]。氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，包括氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及降水量，空間分辨率為 0.1^°×0.1^° 。地形數(shù)據(jù)采用分辨率 30m 的數(shù)字高程模型，分析地形對(duì) PM_2.5 擴(kuò)散的影響。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)包括人口密度、地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)產(chǎn)值及能源消費(fèi)量，來源于四川省歷年發(fā)布的統(tǒng)計(jì)年鑒及其他政府公開資料。

1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，針對(duì) PM_2.5 濃度數(shù)據(jù)中的缺失值，采用線性插值法進(jìn)行填補(bǔ)，并通過滑動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，以降低隨機(jī)波動(dòng)的影響。對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除不同參數(shù)間的量綱差異，確保數(shù)據(jù)在后續(xù)分析中的可比性[3]。地形數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣與裁剪，使其空間范圍和分辨率與研究區(qū)一致。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采用歸一化方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除量綱差異對(duì)分析結(jié)果的影響。此外，所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行空間匹配與時(shí)間對(duì)齊，確保多源數(shù)據(jù)在時(shí)空尺度上的一致性。

2四川省 PM_2.5 污染的時(shí)空特征分析

2.1 時(shí)間變化特征

2024年，四川省 PM_2.5 濃度呈現(xiàn)顯著的季節(jié)性與月際波動(dòng)。冬季（12月至次年2月）濃度最高，平均超過 120μg/m³ ，1月達(dá)到峰值，主要受逆溫、擴(kuò)散條件差及采暖能源消耗增加影響[4]。春季（3—5月）濃度下降至約 90μg/m³ ，與沙塵天氣及大氣環(huán)流變化相關(guān)。夏季（6一8月）濃度顯著降低，平均低于60μg/m³ ，得益于降水增多、風(fēng)速增大及邊界層抬升。秋季（9—11月）濃度回升至約 80μg/m³ ，可能與秸稈焚燒及擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)差有關(guān)。四川省 PM_2.5 濃度月均值變化曲線如圖1所示。

PM_2.5 濃度呈現(xiàn)冬高夏低的典型分布規(guī)律。冬季濃度最高，平均值為 150μg/m³ ；春季和秋季次之，分別為 120μg/m³ 和 90μg/m³ ；夏季濃度最低，僅為60μg/m³ 。這種季節(jié)變化特征與四川省的氣候條件及人類活動(dòng)強(qiáng)度高度相關(guān)。冬季低溫條件下，采暖需求增加導(dǎo)致燃煤消耗量上升，同時(shí)逆溫層頻繁出現(xiàn)抑制污染物的垂直擴(kuò)散，使得 PM_2.5 濃度顯著升高。夏季，由于降水充沛、風(fēng)速較大及大氣邊界層較高，污染物擴(kuò)散條件優(yōu)越， PM_2.5 濃度顯著降低。

2.2 空間分布特征

四川省 PM_2.5 濃度的空間分布特征在2024年呈現(xiàn)出顯著的區(qū)域差異性，主要受地形、氣象條件及人類活動(dòng)強(qiáng)度的綜合影響。 PM_2.5 濃度在空間上呈現(xiàn)東高西低的分布格局。東部四川盆地包括成都市、綿陽市、南充市等城市， PM_2.5 濃度顯著高于全省平均水平，年均濃度超過 90μg/m³ ，主要原因是人口密集、工業(yè)活動(dòng)頻繁、交通排放量大及盆地地形限制污染物擴(kuò)散[5。成都市年均濃度超過 100μg/m³ ，冬季峰值超過150μg/m³ 。川西高原包括阿壩藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州， PM_2.5 濃度普遍低于 40μg/m³ ，主要原因是海拔高、擴(kuò)散條件好、人類活動(dòng)少。受礦產(chǎn)開發(fā)影響，涼山彝族自治州南部及攀枝花市 PM_2.5 濃度略高，但仍低于東部。因地形抬升，雅安市、樂山市等地PM_2.5 擴(kuò)散條件較好，濃度略低于盆地核心區(qū)域。

3四川省 PM_2.5 污染的影響因素分析

四川省 PM_2.5 污染受到自然因素和人為因素的綜合影響。本研究從多維度數(shù)據(jù)出發(fā)，系統(tǒng)分析各因素對(duì) PM_2.5 污染的貢獻(xiàn)及其作用機(jī)制。以攀枝花市為例，PM_2.5 污染的影響因素分析結(jié)果如表1、表2所示。攀枝花市地形主要為山谷，易形成逆溫層，可抑制污染物垂直擴(kuò)散。

3.1 自然因素

攀枝花市 PM_2.5 污染受自然因素顯著影響。2024年，平均風(fēng)速為 1.5m/s ，低風(fēng)速抑制污染物擴(kuò)散，冬季逆溫加劇 PM_2.5 濃度升高。年平均溫度為 20.5°C ，相對(duì)濕度為 65% ，有利于氣溶膠吸濕增長。年均降水量為800mm ，濕沉降清除顆粒物，但少雨季節(jié)的 PM_2.5 濃度仍較高。山谷地形易形成逆溫層，進(jìn)一步加劇污染。

3.2 人為因素

人為因素是攀枝花市大氣環(huán)境的主要污染源。2024年， PM_2.5 工業(yè)排放量達(dá)150萬 Δt/a ，鋼鐵、釩鈦等重工業(yè)產(chǎn)生大量粉塵與廢氣。機(jī)動(dòng)車保有量為25萬輛，交通排放貢獻(xiàn)顯著。生活源 PM_2.5 排放量為30萬 Δt/a ，冬季燃煤及生物質(zhì)燃燒加劇 PM_2.5 污染。

3.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

攀枝花市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占比為 70% 煤炭燃燒產(chǎn)生大量 PM_2.5 。2024年，攀枝花市工業(yè)產(chǎn)值為800億元，重工業(yè)主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)模式增加 PM_2.5 排放。人口密度為300人 /km² ，高密度提高能源消費(fèi)與交通活動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)一步加劇 PM_2.5 污染。

4結(jié)論

本文分析2024年四川省 PM_2.5 污染的時(shí)空特征及影響因素，發(fā)現(xiàn) PM_2.5 濃度呈現(xiàn)冬高夏低的季節(jié)變化規(guī)律和東高西低的空間分布特征。四川省 PM_2.5 污染受自然因素、人為因素綜合影響。研究表明， PM_2.5 污染具有顯著的復(fù)雜性與區(qū)域性，未來需要制定差異化防治策略，加強(qiáng)工業(yè)排放控制，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，改進(jìn)污染治理技術(shù)，以改善區(qū)域空氣質(zhì)量并促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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