2018-2022年海东市平安区空气PM2.5、PM10及O3 （海东市气象信息与技术保障中心 青海海东 810600） 摘要：随着海东城市建设的扩张，工业废弃物、建筑扬尘以及汽车尾气排放猛增，城市空气污染日益严重，以PM2.5、PM10及O3为主的空气颗粒物，由于其广泛的危害性而备受各界关注，已成为中国大部分城市的首要污染源。[1]本文通过分析海东市平安区2018-2022年的空气PM2.5、PM10及O3质量浓度、气象因素的监测数据，对空气颗粒物污染的年、季节变化特征进行分析，以及气象因素对颗粒物浓度变化的影响。结果表明：海东市平安区2018-2022年PM2.5、PM10浓度年均值显著降低，并呈现出夏季低、冬季高的季节动态。O3浓度年均值降低幅度不大，呈现出夏季高、冬季低的季节动态。PM2.5、PM10及O3浓度受到多种气象因素的影响，与气压、温度、相对湿度、风速、降水量显著相关，各种气象因子对PM2.5、PM10及O3浓度的影响存在差异。 关键词：PM2.5；PM10；O3；时空动态；气象因素
1.引言
近年来对城市空气颗粒物污染方面的研究，主要在颗粒物成分分析、来源解析、时空分布等几方面。PM2.5、PM10及O3等颗粒物与气象因素的关系也因所在城市条件不同而表现出不同特征，掌握海东市平安区颗粒物浓度长时间的年、季节变化特征具有积极意义，因此，迫切需要依据多年监测的数据，系统地研究平安区空气颗粒物污染特征及其与气象因素等其他影响因素的关系，该项目的实施有助于对平安区空气颗粒物污染综合防治、城市布局与建设提供理论依据。
2.研究地区与研究方法
2.1 研究区概况
平安区，隶属青海省海东市。位于青海省东部，海东市中心腹地，地处东经101°49',北纬36°15'，东临海东市乐都区，西连西宁市和湟中县，南与化隆县为邻，北隔湟水与互助土族自治县相望。截至2022年2月，平安区辖2个街道、1个镇、5个民族乡，总面积742.89平方公里,平安区常住人口117883人。平安区气候属半干旱大陆性气候。其基本特点是：高寒、干旱，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大，冬夏温差小。年平均气温7.6℃左右，极端最高气温31.7℃，最低气温-18.5℃左右。年平均隆雨量337.3毫米。多集中在7-9月之
间。
2.2 数据来源
本研究数据来源于海东市平安区月均值PM2.5、PM10及O3质量浓度（PM2.5、PM10及O3质量浓度数据来源于海东市生态环境局监测站）。气温、降雨、相对湿度、气压和风速数据等气象数据均来自于青海省气象台综合业务平台。
2.3 数据处理
本研究采用2018年-2022年平安区PM2.5、PM10及O3浓度（月均值）分析近5年颗粒物年、季节变化特征，采用秩相关系数(Spearman correlation coefficient)进行PM2.5、PM10及O3浓度与气象因素的相关性分析。Spearman秩相关系数能够提供2个随机变量在线性或非线性相关下的共变趋势，对总体分布不明确和总体信息缺乏的情况仍然能获得可靠结论，该方法适合研究污染物与气象因素之间的相关性分析[2]。数据分析采用SPSS 19.0软件。
3 结果与分析
3.1 海东市平安区2018-2022年PM2.5、PM10及O3颗粒物浓度年、季节变化特征分析
3.1.1 PM2.5、PM10及O3颗粒物浓度年变化特征分析
2018-2022年，平安区PM2.5浓度年均值显著降低(43μg/m3＞36μg/m3<38μg/m3＞33μg/m3＞31μg/m3)，PM2.5浓度的最高值出现在2018年(43μg/m3），最低值出现在2022年(56μg/m3)；PM10浓度年均值显著降低((84μg/m3＞60μg/m3<63μg/m3＞59μg/m3＞56μg/m3))，PM10浓度的最高值出现在2018年(84μg/m3)，最低值出现在2022年(56μg/m3)；O3浓度年均值降低幅度不大（142μg/m3＞138μg/m3＞136μg/m3<137μg/m3<140μg/m3)。O3浓度的最高值出现在2018年(142μg/m3），最低值出现在2020年(136μg/m3)。
3.1.2 平安区PM2.5、PM10及O3颗粒物浓度的季节变化特征
按照气象条件的划分方法，春、夏、秋、冬四季分别为3-5月、6-8月、9-11月、12月至次年2月，平安区PM2.5、PM10及O3浓度表现出较强的季节变异(以月均值计算得出)，呈现出平安区PM2.5浓度冬季＞春季＞秋季＞夏季的季节趋势，PM2.5浓度在2018年12月最高
（81μg/m3），2021-2022年6-7月最低（17μg/m3）；平安区PM10浓度呈现出冬季＞春季＞秋季＞夏季的季节趋势，PM10浓度在2018年4月最高（151μg/m3），2022年8月最低（33μg/m3）；O3浓度呈现出夏季＞春季＞秋季＞冬季的季节趋势，O3浓度2021年7月最高（160μg/m3），2021年12月最低（62μg/m3）。平安区燃煤采暖期（10月至次年4月）造成大量颗粒物排放，PM2.5、PM10浓度较非采暖期其他月份显著偏高，对O3浓度影响不大。
3.2.海东市平安区空气PM2.5、PM10及O3浓度与气象因子的相关性
对平安区PM2.5、PM10及O3浓度、气象数据的月均值进行分析(表1)，使用SPSS软件Spearman相关系数去表示相关关系的强弱情况。从相关系数判断，气象因素对PM2.5、PM10及O3浓度的影响效果各有侧重。发现PM2.5、PM10及O3浓度均与风速呈显著正相关，且对PM10的相关程度显著高于PM2.5及O3。PM2.5、PM10浓度均与风速、气压呈显著正相关，与降水、气温、相对湿度呈负相关。O3浓度与降水、气温、风速、相对湿度呈正相关，与气压呈负相关。降水量、气温、相对湿度对PM2.5、PM10浓度降低的影响最明显，所有站点的分析结果全部为显著负相关。气压对O3浓度浓度的降低影响最明显，呈显著负相关。
| 降水(mm) | 平均气温(℃) | 平均风速(m/s) | 相对湿度(%) | 平均气压(mPa) |
PM2.5 | -0.564** | -0.734** | pm2.5监测 0.102 | -0.224 | 0.272* |
PM10 | -0.704** | -0.685** | 0.393** | -0.603** | 0.167 |
O3臭氧 | 0.695** | 0.888** | 0.098 | 0.199 | -0.622** |
* p<0.05 ** p<0.01（备注：相关系数，取值-1到+1之间，值为正时表示正相关，值为负时表示负相关） |
| | | | | |
表1 PM2.5、PM10及O3浓度与气象要素之间的相关系数
4.结论
4.1 海东市平安区PM2.5、PM10及O3浓度的年、季节变化特征分析
为深入打好2022年海东市蓝天碧水保卫战，扎实推进大气污染防治各项措施落地落实，持续改善大气环境质量，2022年10月，海东市人民政府制定印发《海东市2022年深入打好蓝天碧水保卫战“百日攻坚”行动方案》,方案提到：确保到2022年底海东市空气质量优良率达到92%，PM2.5年均浓度控制在34μg/m³以内。从本研究结果来看，平安区治理空气污染的一系列举措取得了显著效果，近2年，PM2.5年均浓度在34μg/m³以内。年均PM2.5和PM10浓度逐年显著降，O3浓度变化不明显，近5年O3浓度年平均相差不大。PM2.5、PM10及O3浓度表现出较强的季节变异，PM2.5、PM10浓度呈现出冬季＞春季＞秋季＞夏季的季节趋势，全年变化趋势形成夏季低、冬季高的势态。平安区夏季高温多雨、冬季低温少雨的气候特点，也促成了本研究中PM2.5、PM10浓度冬季高、夏季低的季节动态特点。O3浓度呈现出夏季＞春季＞秋季＞冬季的季节趋势，全年变化趋势形成夏季高、冬季低的势态。夏天强烈的太阳辐射和较高的温度,易造成光化学烟雾和二次臭氧生成，因此,在夏季,
臭氧会随着气温的上升而增多。平安区燃煤采暖期（10月至次年4月）造成大量颗粒物排放，对PM2.5、PM10浓度影响明显，体现出采暖期PM2.5、PM10浓度明显高于非采暖期。采暖期对O3浓度的影响不大，近五年平安区O3浓度夏季（6-8月）偏高。
4.2 海东市平安区PM2.5、PM10及O3浓度与气象因素的相关性
本研究结果表明，空气颗粒物污染受到多种气象因素的综合制约，降水量、气温、相对湿度这3项气象因素对PM2.5、PM10浓度的影响效果显著，即降水量越大、气温越高、相对湿度越大、风速越低、气压越小，PM2.5、PM10浓度越低。O3浓度与降水、气温、风速、相对湿度呈正相关，与气压呈负相关，即气压越高，O3浓度越低。
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