湖州市冬季大氣顆粒物變化特點(diǎn)及其影響因子分析

1、湖州市冬季大氣顆粒物變化特點(diǎn)及其影響因子分析摘要：為了解湖州地區(qū)冬季大氣細(xì)顆粒物和可吸入顆粒物的污染水平、變化特點(diǎn)以及影響因子，對(duì)湖州西門水閘大氣環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)2012年12月1日至2013年2月28日的大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）和可吸入顆粒物（PM10,以及大氣中硫氧化物（S02）、氮氧化物（NO2、碳氧化物（CO、臭氧（O3）含量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出了湖州市大氣污染的日變化和周變化的特點(diǎn)，以及各因子間的相關(guān)性，得出了湖州霾的判別方法，為湖州市對(duì)霾的監(jiān)測和對(duì)大氣污染的治理提供了可靠的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：PM2.5;PM10相關(guān)性分析；判別分析；湖州地區(qū)中圖分類號(hào)X831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007-

2、7731（2014）01-02-145-04顆粒物又稱塵，大氣中的固體或液體顆粒狀物質(zhì)。大氣中粒徑在10wm以下的顆粒物稱為可吸入顆粒物，即PM10粒徑在2.5微米以下的顆粒物稱為細(xì)顆粒物，即PM25近年來，隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及汽車擁有量的增加，大氣污染日益嚴(yán)重，各地也對(duì)其進(jìn)行了深入的研究1-6。湖州市地處長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)，人口稠密，工業(yè)化程度高，人均汽車擁有量高，因此研究湖州市大氣顆粒物的污染特點(diǎn)十分必要。本文通過分析本文主要分析冬季大氣中PM2.5和PM10的總體污染水平、變化特點(diǎn)以及與大氣中的氧化物的相關(guān)性，從而為了解和控制細(xì)顆粒物的污染水平，治理大氣污染提供理論依據(jù)。1污染水平湖州

3、冬季PM2.5的24h平均濃度的均值為99.4pg/m3,超出美國標(biāo)準(zhǔn)（35pg/m3）184%超出我國用標(biāo)準(zhǔn)（75區(qū)g/m3）32.5%。最低值22pg/m3,最高值193區(qū)g/m3,中值93區(qū)g/m3。在90d中，超出美國標(biāo)準(zhǔn)的日數(shù)共有73d,超標(biāo)率81.1%;超出我國擬用標(biāo)準(zhǔn)的日數(shù)共有62d,超標(biāo)率68.9%PM10的24小時(shí)平均濃度的均值為135.9pg/m3,屬輕微污染。按照我國目前的空氣質(zhì)量分級(jí)來劃分，屬于優(yōu)（0-50）的日數(shù)有5d,占5.6%;屬于良（51100）的日數(shù)共22d,占24.4%;屬于輕微污染（101150）的日數(shù)共29d,占32.2%,屬于輕度污染（151200）的

4、日數(shù)共18d占20%屬于中度污染（201250）的日數(shù)共14d,占15.6%;輸入中重度污染（251300）的日數(shù)有2d,占2.2%。2變化特點(diǎn)2.1日變化將90日的PM25PM1吸相關(guān)氣體的小時(shí)均值求平均，繪制24h變化曲線如圖1。分析圖中變化曲線可以發(fā)現(xiàn)：PM1酥口PM2.5濃度都呈現(xiàn)兩邊（周末）高、中間（工作日）低的現(xiàn)象，表現(xiàn)出明顯的周末效應(yīng)7-11。其中，PM10&工作日變化曲線較平直，PM2.5在工作日期間也有小幅的波動(dòng)。二氧化氮（NO2呈現(xiàn)周末稍高。這與周末人們出行更多、汽車尾氣排放量更大相吻合。二氧化硫（SO2的周變化曲線平直，臭氧和一氧化（CO的變化則沒有明顯的規(guī)律可循。3相關(guān)

5、性分析將90日的PM2.5PM1吸相關(guān)氣體的小時(shí)均值進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)。樣本總量90X24=2160,由于個(gè)別時(shí)次數(shù)據(jù)記錄缺測，實(shí)際樣本為2142至2149不等。采樣間隔為一小時(shí)。繪制各要素之間的散點(diǎn)圖可得知各因子之間存在著一定的線性關(guān)系，故采用泊松相關(guān)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。結(jié)果顯示，各因子間的sig值（假設(shè)概率）均為0.000,完全拒絕了不相關(guān)的原假設(shè)，各因子間都彼此存在顯著相關(guān)。PM2.5和PM10的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.849,為高度線性相關(guān)，表明兩者有著共同的污染源。PMlg二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳的相關(guān)系數(shù)均超過了0.5,PM2.5與二氧化氮、一氧化碳的相關(guān)系數(shù)也超過0.5,均為顯著

6、線性相關(guān)，PM2.5與二氧化硫的相關(guān)系數(shù)是0.493,接近0.5。臭氧與PM2.5和PM10均呈負(fù)相關(guān)。對(duì)相關(guān)因子再作逐一作偏相關(guān)分析（見表3）,發(fā)現(xiàn)當(dāng)控制二氧化氮時(shí)，PM2.5和PMlg臭氧呈現(xiàn)正相關(guān)。這與表中的結(jié)論相矛盾。這是因?yàn)槌粞醯暮铣尚枰罅康亩趸?，臭氧含量的升高必然?dǎo)致二氧化氮的含量降低，從而降低PM2.5和PM10的含量，而將控制二氧化氮時(shí)，則PM2.5和PM10則與臭氧含量呈現(xiàn)出了正相關(guān)，這說明臭氧本身也是顆粒物的來源之一。二氧化氮的相關(guān)系數(shù)為-0.579,呈現(xiàn)顯著負(fù)線性相關(guān)。最后，將PM2.5與PM10W氣象要素進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)PM10與PM2.5都與風(fēng)速、氣壓呈顯著

7、負(fù)相關(guān)，與氣溫呈正相關(guān)，而相對(duì)濕度對(duì)PM1直負(fù)相關(guān)、與PM2.5則假設(shè)概率sig值為0.475,超過了0.05,不相關(guān)的原假設(shè)成立。這是因?yàn)镻M1混采用干燥法測量，濕度越高，實(shí)際PM10直與測得的PM10直的差越大，測量值就越小，故呈負(fù)相關(guān)；而PM2.5采取了濕度補(bǔ)償，因此濕度對(duì)PM2.5沒有統(tǒng)計(jì)意義上的實(shí)質(zhì)影響。4判別分析PM2.5和PM10污染水平的升高，直接導(dǎo)致灰霾天氣的增加，近兩年來，湖州灰霾日數(shù)比過去明顯增加。選取湖州國家基本氣象站2012年12月1日至2013年2月28日人工觀測的天氣現(xiàn)象資料，與該時(shí)段內(nèi)PM2.5和PM10勺日最大值。將90d天氣分為兩組，分別記作1和2,分別使用PM1而PM2.5求判別函數(shù)。使用PM1辨IJ別分析結(jié)果如下(表4)5結(jié)論(1)湖州冬季PM2.5的24h平均濃度的均值為99.4wg/m3,超出我國擬用標(biāo)準(zhǔn)32.5%,超標(biāo)日數(shù)62日，達(dá)標(biāo)率僅32.1%;PM10的24小時(shí)平均濃度的均值135.9pg/m3,空氣質(zhì)量優(yōu)和良的日數(shù)僅27d,占30%大氣污染情況十分嚴(yán)重。(2)PM