PM10、PM2.5及沙塵影響因素對庫爾勒市2018—2022年環境空氣質量的影響研究

仲軍梅，賀玉紅，宋 楠，韓曉越

（新疆維吾爾自治區巴州博斯騰湖科學研究所，新疆 維吾爾自治區 841000）

引 言

空氣質量作為衡量一個地區環境質量的重要指標，其狀況直接影響著人們的身體健康和社會的可持續發展。特別是近年來，由于工業化和城市化的快速發展，我國許多城市的空氣污染變得越來越嚴重。其中，顆粒物（包括PM10和PM2.5）成為空氣污染物的主要組成部分，其濃度受到人們廣泛的關注。本研究選取庫爾勒市為研究對象，對該市2018—2022年的環境空氣質量進行了詳細的分析，以期為當地的環保工作提供有力的科學依據。

1 環境空氣質量總體情況

對于任何一個城市來說，環境空氣質量都是一個非常重要的因素，它不僅關乎市民的健康，也對城市的經濟、環境和社會發展產生深遠影響。

本研究的目標地區是庫爾勒市，一個位于我國西部的城市。該市的空氣質量監測數據顯示，2018—2022年環境空氣質量的平均空氣質量指數（AQI）為110。在這五年間，庫爾勒市的環境空氣質量優良天數共計1 214天，占總天數的66.48%。雖然這個比例看起來較高，但是年度優良率的變化并不明顯（詳見圖1），這表明庫爾勒市的空氣質量并沒有明顯的改善或惡化。

圖1 2018—2022年庫爾勒市環境空氣質量優良率（%）統計

在對空氣中的顆粒物進行詳細分析后，發現PM10（即空氣中直徑小于或等于10微米的顆粒物）的平均濃度為155微克/立方米，而PM2.5（即空氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物）的平均濃度為43微克/立方米（詳見表1）。顆粒物的濃度是影響空氣質量的重要因素，因為這些微小的顆粒物能懸浮在空氣中，嚴重影響空氣質量，而且通過呼吸進入人體后，可能對人體健康造成危害[1]。

表1 2018—2022年整體空氣質量情況

在這五年期間，庫爾勒市共有600天屬于污染天氣，其中，以PM10為主要污染物的天數為584天，占總污染天數的97.33%。這一數據清楚地表明，PM10是影響庫爾勒市環境空氣質量的主要因素（詳見表2），對PM10的來源進行分析，可以發現沙塵和浮塵是其主要來源。

表2 污染天數匯總表

通過以上分析可以看出，盡管庫爾勒市在環境空氣質量上具有一定的優良天數，但是顆粒物污染依然是一個嚴重的問題，其中以PM10為最主要的污染物，尤其是沙塵天氣，PM10的濃度會迅速增高，嚴重影響空氣質量。

2 PM10和PM2.5濃度變化情況

通過統計五年數據發現，PM10和PM2.5年度月均值的變化趨勢基本一致，說明影響庫爾勒市空氣質量的因素較為穩定，沒有出現較大的波動。然而，對比各月份的數據發現，3月的PM10和PM2.5濃度最高，而8月最低，這可能與地理位置、氣候條件和季節性活動有關。具體來說，3月正值春季，庫爾勒市可能會頻繁受到沙塵天氣的影響，使PM10和PM2.5濃度的升高。到了8月，隨著氣溫的升高和降雨量的增加，空氣中的顆粒物可能被雨水清洗，使PM10和PM2.5的濃度下降[2]。此外，我們還注意到，PM2.5濃度的趨勢與PM10濃度變化基本一致。這可能是因為PM2.5和PM10主要來源于相同污染源，即沙塵和浮塵（如圖2所示）。在沙塵天氣中，大量沙塵顆粒被卷入空氣中，這些顆粒中既包含了直徑大于2.5微米且小于10微米的顆粒（即PM10），也包含了直徑小于或等于2.5微米的顆粒（即PM2.5）。因此，當PM10濃度上升時，PM2.5濃度也會相應上升，二者之間存在著高度的相關性。

圖2 PM10和PM2.5濃度變化分析圖

總之，通過分析五年的PM10和PM2.5濃度變化情況可以看出，庫爾勒市環境空氣質量主要受PM10和PM2.5的影響，而這兩種顆粒物的主要來源是沙塵和浮塵。因此，如何控制和減少沙塵污染是改善庫爾勒市環境空氣質量的關鍵。同時，由于PM2.5和PM10濃度受季節變化的影響，因此在不同的季節，對環境空氣質量的保護和改善策略可能需要進行相應的調整。

3 PM10和PM2.5隨季節變化情況分析

本研究對2018—2022年庫爾勒市環境空氣中的PM10和PM2.5的季節性變化進行了深入分析。

本文根據庫爾勒市的氣候特點而對季節進行劃分，即將春季定為2—4月，夏季定為5—7月，秋季定為8—10月，冬季定為11月到次年1月。基于庫爾勒市的實際氣候情況進行季節的劃分，能更準確地反映各季節的氣候特征。接下來，對2018—2022年的PM10和PM2.5的季均值進行了分析。結果顯示，PM10的濃度在2021年的冬季最高，而在其余的四年中，都是在春季最高。這可能是因為冬季庫爾勒市的氣溫較低，空氣中的顆粒物不易擴散，導致PM10濃度升高。而春季天氣干燥且風力較大，易發生沙塵暴，這可能是導致PM10濃度在春季達到峰值的主要原因[3]。PM2.5的濃度在2018年和2020年的春季最高，而在其余的三年中，冬季的濃度最高（如圖3所示）。這種情況可能是由于春季風沙對空氣質量的影響較為明顯，而在冬季，由于燃煤供暖等原因，空氣中的PM2.5濃度也會顯著提高。

通過對PM10和PM2.5的季節性變化進行分析，可以明顯看出，庫爾勒市的空氣質量受到了季節變化的強烈影響。這一發現對于制定有效的空氣污染防治策略以及預測和控制未來的空氣質量具有重要的參考價值。

4 2018—2022年沙塵天氣變化情況分析

沙塵天氣對于庫爾勒市空氣質量的影響尤為明顯。在本文的研究的時間段2018—2022年，庫爾勒市沙塵天氣的總天數驚人地達到了583天。春季是沙塵天氣出現的高頻季節，特別是3月，沙塵天氣的發生頻率最高。沙塵天氣對PM10濃度的影響最為顯著，平均濃度高達302微克/立方米（詳見表3）。沙塵天氣的頻繁發生對庫爾勒市的空氣質量造成了重大影響。首先，沙塵天氣會將大量顆粒物帶入空氣中，從而對空氣質量產生顯著影響。PM10作為衡量空氣質量的重要指標之一，其濃度的增加直接導致空氣質量下降。另外，沙塵天氣還會影響氣象條件，比如降低能見度、影響交通安全等[4]。然而，研究也發現了一個令人鼓舞的現象，即雖然在2018—2022年間沙塵天氣的出現頻次呈現上升趨勢，但PM10的平均濃度卻在逐漸下降。這表明，雖然沙塵天氣出現的頻率在增加，但其影響強度卻在減弱。具體表現為沙塵暴發生次數在減少，而浮塵天數在增加（如圖4所示）。

表3 2018—2022年沙塵天數據匯總表

5 結語

通過對庫爾勒市2018—2022年環境空氣質量數據的詳細分析，得出PM10是影響該市環境空氣質量的主導因素，其主要來源于頻繁發生的沙塵天氣。在春季，尤其是3月份，沙塵天氣的發生頻率最高，此時PM10和PM2.5的濃度也達到了最大值，而且PM2.5的濃度變化與PM10的濃度變化呈現出直接的相關性。當前，盡管庫爾勒市面臨沙塵天氣的挑戰，但其環境空氣質量狀況卻在逐步改善。