天水市PM2.5和NO2的污染特征及相關性分析

摘要：以2019年天水市四個環境空氣自動監測點位為依據，對環境空氣中的PM2.5和NO2不同時間、不同點位的變化規律進行了研究，分析探討了PM2.5和NO2的污染特征和相關性。

關鍵詞：天水市PM2.5和NO2;污染特征;相關性分析

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.081

Pollution characteristics of PM2.5 and NO2 in Tianshui city and correlation analysis

Yang Lu

（Tianshui Environmental Monitoring Station，Tianshui Gansu 741000，China）

Abstract：On the basis of four ambient air automatic monitoring points in Tianshui city in 2019，the variation rules of PM2.5 and NO2 in the ambient air at different time and at different points were studied， and the pollution characteristics and correlation between PM2.5 and NO2 were analyzed.

Key words：PM2.5 and NO2 in Tianshui city;Pollution characteristics;Correlation analysis

隨著工業的發展，空氣中污染物種類越來越多，成分也越來越復雜，對人們的生活造成很大的影響。天水市位于甘肅省東南部，城區由秦州和麥積兩區組成，為河谷地貌，整個呈“兩山夾一河”的特殊地理形態，東西長、南北窄。建成區位于底部河谷位置，不利于污染物擴散;天水又屬于大陸性半濕潤季風氣候，冬季多受蒙古高壓和極地變性大陸氣團影響，氣溫低，雨雪稀少，多干旱，城區盛行西南風，靜風頻率高，很容易出現霧霾天氣，給群眾生活帶來諸多不便。利用2019年安裝在城區的四個環境空氣自動監測系統數據（兩個為國家空氣質量監測點，兩個為甘肅省空氣質量監測點），對主要污染因子PM2.5和NO2的污染特征進行了相關性分析，為天水市霧霾的治理提供一定的技術支持。

1 監測點位和數據來源

1.1 監測點位

天水市四個環境空氣監測點位分別是公園小學、麥積區國土局、天水師院和麥積區政府，連續自動監測，數據通過VPN通道同時發送中國環境監測總站、甘肅省生態環境廳和天水生態環境監測中心，數據有效性主要由省、市兩級審核。

1.2 儀器設備和數據來源

天水市四個環境空氣監測點位中PM2.5自動監測儀器采用XH2000E型號產品，監測方法為β射線衰減原理法，NO2自動監測儀采用EC9841型號產品，監測方法為化學發光法，文章統計分析的數據是從市自動監測數據庫中隨機選取的，主要保證所選數據在一天內是完整有效的，不帶任何傾向性[1]。

2 結果分析

2.1天水市PM2.5與NO2濃度的污染特征

2.1.1 PM2.5與NO2濃度的年度變化特征

圖1為2019年天水市PM2.5和NO2的月均值變化規律，其變化規律基本一致，但PM2.5變化幅度高于NO2。1月和12月監測值最高，PM2.5最高值為64ug/m3，NO2最高值為55ug/m3，2-6月逐漸下降，最低值出現在7月，PM2.5為10ug/m3，NO2為20ug/m3，9-11月又開始上升。PM2.5和NO2濃度季節變化明顯，冬春高，夏秋低，且在夏季達到最低值。冬春高主要受冬季鍋爐供暖和春季沙塵天氣影響較大。

2.1.2PM2.5與NO2濃度的日變化特征

對秦州區和麥積區四個站點2019年1月18日、5月21日、7月15日和10月27日的PM2.5和NO2小時變化趨勢進行了綜合比較分析，由圖2-5可知，NO2濃度的日最低值出現在午后14時，主要由于這段時間太陽輻射最強，NO2作為二次污染物的主要前體物參與光化學反應而被消耗，所以濃度達到最低。PM2.5濃度在日內變化與NO2基本一致，低谷也出現在午后，但它們的高峰時間根據季節的不同而不同。在污染嚴重的冬季最高值出現在交通活動較強烈的晚高峰階段，在污染較輕的春秋季節，最高值出現在夜晚和凌晨;在污染較輕的夏季，日內濃度變化幅度較小，基本沒有高值出現。

2.1.3PM2.5與NO2濃度不同點位的變化特征

通過分析公園小學、麥積區國土局、天水師院和麥積區政府四個點位PM2.5濃度隨時間（月份）的變化趨勢，由圖可見，麥積區政府>國土局>天水師院>公園小學。受地形和位置影響，麥積區政府屬于混合區，位于火車站附近，車流量較大，且被城中村包圍，不利于污染物擴散，受汽車尾氣、燃煤排放和餐飲油煙影響PM2.5濃度達到最高;國土局屬于商業區，三面臨近馬路，車流量大，主要受汽車尾氣影響較大，PM2.5濃度僅次于麥積區政府;天水師院屬于文教區，但一側臨近馬路，大車較多，污染主要來自于汽車尾氣;公園小學位于人民公園內，周圍基本沒有污染源，PM2.5濃度最低。

通過分析公園小學、麥積區國土局、天水師院和麥積區政府四個點位NO2濃度隨時間（月份）的變化趨勢，由圖可見，四個點位NO2變化趨勢基本一致，秦州區NO2濃度高于麥積區，秦州區風速小于麥積區，基本處于靜風狀態，秦州區兩個點位污染物濃度受汽車尾氣影響很大，且擴散不好，NO2濃度較高。

2.2 PM2.5與NO2污染相關性分析

不同點位PM2.5與NO2相關性見表1。相關性分析可采用相關系數檢驗法[ 2，3]進行，相關系數r= ，回歸線性方程為y=bx+a。

在a=0.05的置信水平上，相關系數的臨界值為0.553。由表1可知，各點PM2.5和NO2之間存在顯著的相關性，總體來看，兩者變化以正相關為主，PM2.5與NO2容易產生疊加污染，PM2.5濃度高時，NO2濃度也高;反之，NO2濃度升高時，PM2.5污染也相應加重。

3 結論

PM2.5和NO2是環境空氣中重要的污染物，通過統計分析天水市四個自動監測系統的數據，可得到以下結論：

（1）PM2.5和NO2為典型的季節性污染物，在不同月份濃度差異較大，冬春濃度較高，夏秋濃度較低。（2）在一天內，NO2濃度與太陽輻射有一定關聯性，太陽輻射最強時NO2濃度最低，而PM2.5濃度出現極值的時間不確定。（3）PM2.5和NO2兩者濃度以正相關為主，即PM2.5和NO2容易產生疊加污染，PM2.5濃度高時，NO2污染也增加，而NO2濃度升高時，也加重PM2.5的污染。因此在治理PM2.5污染的同時也可降低NO2濃度。

參考文獻

[1]國家環保總局《空氣和廢氣監測分析方法》編委會.空氣和廢氣監測分析方法[M].第四版（增補版）.北京：中國環境科學出版社，2007.

[2]天水市環保局.天水市環境質量報告書（2019）[R].

[3]羅岳平，陳陽，郭卉，等.城市環境空氣中PM2.5和NO2濃度的相關性研究[J].環境科學與管理，2014（10）：68-72.

[4]趙立建.從國內到國外細顆粒物的兩種境遇[J].環境保護，2011（16）：22-24.

收稿日期：2020-03-16

作者簡介：楊璐（1983-），女，工程師，研究方向為環境監測。