中國邯鄲市2019年PM2.5質量濃度時空分布特征及其與氣象因素的相關性分析

李建武 葛勝 阮航 王江華 王夢嬋 魯晶

武漢天虹環保產業股份有限公司，中國·湖北 武漢 430075

1 引言

近年來，中國邯鄲市的大氣污染程度日益加劇，空氣污染嚴重。對邯鄲市的大氣污染相關的研究也較多，大多數研究者是從各方面分析研究大氣中的PM2.5，劉衛等[1]研究分析了邯鄲市2015年PM2.5化學組分空間分布特征及PM2.5濃度水平與相對濕度、風向這兩種氣象要素之間的關系。但是鮮少有人研究分析2019年邯鄲市PM2.5質量濃度時空分布特征及PM2.5四季濃度與5種氣象因素之間的相關性。因此，本研究以2019年邯鄲市城區的4個空氣質量環境自動監測站一年連續在線監測數據和慧聚氣象數據網提供的氣象數據為依據，對邯鄲市PM2.5質量濃度時空分布特征及其與氣象因素之間的相關性進行分析研究，來以此為邯鄲市的大氣污染防治提供科學依據。

2 數據來源與方法

PM2.5濃度數據來源于中國空氣質量在線監測分析平臺。中國168個城市的空氣質量實時監測數據均由該網站提供。論文統計的是邯鄲市的4個監測站點的PM2.5質量濃度數據，PM2.5統計基礎數據均為小時數據，統計時間為2019年1月1日至2019年12月31日[1]。PM2.5日均值根據每天24h（00:00—24:00）的數據求得，月均值根據PM2.5的日均值求得，用origin8.0和SPSS19.0軟件統計分析數據。

3 結果與分析

3.1 PM2.5質量濃度月均變化特征分析

邯鄲市4個監測站點的PM2.5月均濃度變化均呈單峰單谷型，高峰值均出現在冬季2月份，出現此特征主要是因為2月正值冬季，當地居民采用燃煤取暖導致PM2.5濃度增加；2月以后PM2.5濃度有明顯的突降，出現此特征主要是因為2月以后正值春季，氣溫回暖，采用燃煤取暖的居民人數大大地降低了[2]；到4月份C站和D站的PM2.5月均濃度有個小幅上升，其余A和B兩個站的PM2.5月均濃度一直是呈下降趨勢，主要是因為A、B兩個站的地理環境位置優于C、D兩個站，4月的邯鄲市容易產生揚塵和沙塵天氣，而C、D兩個站點的地理環境位置容易受到這種天氣的干擾，所以導致C、D兩個監測站4月的PM2.5月均濃度有個突升。4月之后到8月A、B、C、D四個監測站點的PM2.5月均濃度都是一個緩慢下降的趨勢，直到8月達到最低值。8月以后PM2.5濃度逐漸上升，直到在12月達到第二波峰值。主要因為是8月以后就到了秋冬季，氣溫逐漸降低，居民就開始采用燃煤取暖，使PM2.5濃度不斷上升一直到12月達到最高值。

3.2 PM2.5濃度空間分布特征

通過利用Aicgis軟件中的ArcMap中得知A、B、C三個站點均位于邯鄲市的叢臺區內，而D站點位于邯鄲市邯山區，可以看出，春、秋、冬三季的邯鄲市四個站點的PM2.5濃度空間分布特征呈南高北低，由北向南逐漸升高。而夏季邯鄲市四個站點的PM2.5濃度空間分布特征呈北高南低，由北向南逐漸降低，分析其原因是因為春、秋、冬三季邯鄲市PM2.5濃度較高的地區在邯山區東邊和東南邊，盛行季風就會把污染物先吹到邯山區后到達叢臺區，而夏季叢臺區PM2.5的濃度比邯山區的PM2.5濃度高，分析其原因是夏季整個邯鄲市PM2.5污染比較嚴重的區域是位于叢臺區的北邊，盛行季風將邯鄲市北部污染物最先吹到叢臺區，再到達邯山區，所以夏季邯山區的PM2.5濃度比叢臺區的PM2.5濃度稍低些[3]。

3.3 PM2.5濃度與氣象因素之間的相關性分析

根據表1得知邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均氣壓呈負相關性，夏季PM2.5平均濃度與日平均氣壓呈正相關性，邯鄲市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均風速均呈負相關性，邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與日平均氣溫呈正相關性。邯鄲市春季、秋季、冬季PM2.5平均濃度與相對濕度呈正相關性，其中冬季與相對濕度呈顯著正相關性，而夏季PM2.5平均濃度與相對濕度呈弱負相關性，邯鄲市春季、夏季、秋季PM2.5平均濃度與降水量均呈負相關性，冬季邯鄲市無降雨，所以冬季PM2.5平均濃度與降水量無相關性，其中夏季的相關性最顯著。

表1 不同季節PM2.5濃度與氣象因素之間的相關性

4 結論

①從月均濃度變化特征來看，邯鄲市A、B、C、D四個環境監測站點的月均濃度變化均呈單峰單谷型，月均濃度第一高值均出現在冬季2月份，2月開始逐月遞減，4月有個回升，4月—8月這段時間波動不大，8月達到最低值，低谷值均出現在8月份，8月以后不斷上升，直到12月達到第二高值。

②從空間分布特征來看，邯鄲市A、B、C、D四個監測站點的PM2.5春、秋、冬季濃度空間分布特征呈南高北低，而邯鄲市A、B、C、D四個監測站點的PM2.5夏季濃度空間分布特征呈北高南低。

③邯鄲市PM2.5四季的平均濃度與日平均氣壓、日平均風速、日平均氣溫、相對濕度、日降水量這5項氣象因子有顯著相關性。