德興市空氣質量與氣象條件關系分析

摘 要：利用2018—2023年江西省德興市污染物監測數據及氣候觀測資料，分析德興市空氣污染物濃度時空分布特征及其與氣象條件的關系。結果顯示：德興市秋冬季主要是PM10、PM2.5污染，夏季首要污染物為O3。氣溫、降水量、平均相對濕度、平均風速等氣象要素與污染物濃度具有相關性。德興市冬季降水較少、平均氣溫低、風速較小，大氣擴散速度緩慢，污染物濃度不斷積累；夏季降水偏多，且對流云層較多，大氣清除能力強，夏季大氣污染物濃度偏低。

關鍵詞：空氣質量；污染物；氣象條件；相關性

中圖分類號：X51 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

空氣是人類賴以生存的必要條件，大氣中的污染物超出一定濃度后就會污染空氣，威脅人類生存環境安全，導致各種健康隱患[1-3]。隨著經濟的高質量發展，城市空氣質量等級越來越受到人們的關注。了解某一地區的空氣污染物濃度情況，以及污染物濃度與當地氣象條件的相關性，是加強大氣污染治理的重要參考[4-8]。基于2018—2023年江西省德興市大氣中各污染物濃度和氣象條件，分析德興市大氣環境質量狀況，探討影響大氣環境質量的氣象因子及其相關性，為開展空氣質量等級預報及開展大氣污染治理提供參考。

1 資料與研究方法

1.1 資料來源

選取2018—2023年德興市生態環境局PM10、PM2.5、

O3、NO2、CO、SO2 6項污染物濃度監測數據及空氣質量等級，以及2018—2023年德興市氣象站平均氣溫、降水量、日照時數、相對濕度、平均風速、氣壓等氣象觀測要素。

1.2 研究方法

通過統計分析2018—2023年德興市各個大氣污染顆粒物的年、季、月特征，了解德興市空氣質量現狀，在此基礎上，分析各氣象要素與上述各空氣顆粒物組分之間的相關性。其中，季節劃分如下：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12—翌年2月為冬季。

2 德興市大氣中污染物顆粒濃度分析

2018—2023年德興市大氣中的PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及SO2污染物顆粒年平均濃度分別為34.8、20.3、101.0、1.1、13.8和10.2 μg/m3。由圖1可以看出，2018—2023年，這6類污染物年平均濃度的變化趨勢不同，其中，PM2.5、PM10、CO和SO2均呈現下降的趨勢，SO2的下降最明顯，下降趨勢為-2.385 7，其次是PM10，下降趨勢為-0.748 6，PM2.5和CO的下降趨勢分別為-0.2和-0.142 9；O3和NO2的年平均濃度則呈現上升現象，上升趨勢分別為0.788 6和0.142 9。說明2018—2023年德興市的大氣污染物濃度在下降，空氣質量整體呈現出變好的趨勢。

圖1" 2018—2023年德興市PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及SO2污染物年平均濃度的變化趨勢

分析2018—2023年期間德興市6類污染物濃度的月際變化（表1）可知，PM10污染物各月平均濃度為

23.5～46.8 μg/m3，6—8月明顯低于全年平均值，2—3月、5月略低于年平均值；10—12月、1月明顯高于全

年平均值，4、9月接近全年平均值。PM2.5污染物的各月平均濃度為14.0～27.9 μg/m3，6—9月較全年平均值明顯偏低，12、1月則明顯偏高，其余月份在歷年平均值上下略有浮動。O3污染物的各月平均濃度為59.0～138.2 μg/m3，4—6月、8—10月均超過歷年平均值，最高值出現在9月，平均濃度約為年平均的1.4倍；其他月份偏低于歷年平均值，1、2和12月明顯偏低，其中1月最低，較歷年平均值偏低42 μg/m3。NO2污染物的各月平均濃度在8.2～21.8 μg/m3之間，4—9月、2月均低于全年平均值，6—7月為全年最低，其次是8月；3月與年平均值持平；10—12月和1月均超過年平均值，以12月最高。CO污染物的各月平均濃度為1.0～1.4 μg/m3，2—10月期間各月平均濃度除3月和9月與年平均值持平，其他月份均低于全年平均，最高出現在1月，較年平均值偏高0.3 μg/m3。SO2污染物的各月平均濃度為8.0～14.0 μg/m3，冬季明顯偏高，其次是3月，12月平均濃度為一年中最高值，4—10月均低于年平均值，7月達到最低，德興市空氣中的SO2濃度相對較低。

表1" 2018—2023年德興市PM10、PM2.5、O3、NO2、CO及

SO2污染物的年、月平均濃度" " " " " "μg/m3

月份 PM10 PM2.5 O3 NO2 CO SO2

1 46.8 27.9 59 17.8 1.4 12.2

2 32.0 21.0 78.2 11.8 1.0 13.0

3 34.5 20.7 84.5 13.8 1.1 10.8

4 38.3 22.0 115.2 12.2 1.0 9.0

5 31.8 19.5 126.5 12.3 1.0 8.5

6 23.5 15.0 107.0 8.2 1.0 9.2

7 23.5 14.0 94.0 8.2 1.0 8.0

8 28.0 15.7 116 10.2 1.0 9.3

9 35.0 18.0 138.2 12 1.1 9.0

10 40.7 21.8 125.2 14.4 1.0 9.4

11 39.3 21.5 96.8 20.4 1.3 9.8

12 43.5 26.3 75.5 21.8 1.3 14.0

年 34.8 20.3 101 13.8 1.1 10.2

根據2018—2023年德興市空氣質量優良天數統計，空氣質量年平均達標率為99.6%，2月達標率96.4%，

為全年最低，5—8月空氣質量達標率最高。從各月的6類污染物平均濃度及空氣質量達標率平均值看，除O3的平均濃度表現為夏半年較高、冬半年較低，其余污染物濃度整體上均為冬半年高、夏半年低。

3 德興市空氣質量與氣象條件的關系

前文研究得出，2018—2023年德興市大氣污染物顆粒具有顯著的月份差異，呈現出季節性變化特征，這可能是污染物濃度受季節性和氣象因素影響所致。氣溫、降水量、光照、平均相對濕度、風速、氣壓等是影響大氣污染物濃度的主要氣象因素。因此，通過分析德興市氣溫、降水量、光照、平均相對濕度、風速、氣壓的月變化特征，進一步研究這些氣象因素與大氣污染物之間的相關性。

2018—2023年德興市年平均氣溫為18.9 ℃，1—8月平均氣溫逐月升高，8月達到峰值，9—12月又呈現逐月下降現象，1月平均氣溫為一年中最低（表2）。德興市年平均降水量為2 018.5 mm，年降水量集中在3—7月，以夏季降水量最多，約占年總降水量的39.4%；其次是春季，占年降水量的33.5%；降水量最少的是秋季，為年降水量的10.3%，其中，6月平均降水量最多，約占年降水量的20.4%，其次是5、7月，降水量最少的是10月，平均僅為36.6 mm。德興市年平均日照時數為1 612.7 h，3—12月的月平均日照時數均在100.0 h以上，其中8月平均日照時數最多，其次是7、9月，日照時數最少的是2月，僅有

71.5 h。德興市年平均相對濕度為78%，1—7月及12月的各月平均相對濕度均高于年平均值，最低為9—10月，平均72%，最高是6月，為83%。德興市年平均氣壓為1 005.2 Pa，各月份平均大氣壓相差不大，偏低的是6—8月，11—翌年2月相對較高。德興市年平均風速為1.6 m/s，風速的月變化也不明顯，夏秋季相對偏高，平均1.6 m/s，冬春季相對略低，8—9月平均風速最大，均達到1.7 m/s，1月最低，為1.4 m/s。總體看，2018—2023年德興市氣候特征表現為夏季氣溫偏高、降水量及日照時數最多，雨熱同季，平均相對濕度在冬春季偏高、秋季偏低，夏季氣壓最低，而且夏秋季風速相對較大。

表2" 2018—2023年德興市各月份的氣候要素值

月份 平均氣溫/℃ 降水量/mm 日照時數/h 平均相對濕度/% 氣壓/Pa 風速/（m/s）

1 7.0 105.0 89.2 81 1 015.1 1.4

2 9.0 145.3 71.5 82 1 013.6 1.5

3 14.1 215.2 101.7 82 1 008.1 1.6

4 18.2 195.2 125.6 78 1 005.5 1.5

5 23.2 265.8 118.8 80 1 002.1 1.5

6 26.3 412.4 106.7 83 996.6 1.4

7 29.5 273.0 185.2 78 995.5 1.6

8 29.9 109.2 223.7 74 990.1 1.7

9 26.4 76.3 190.8 72 1 002.3 1.7

10 20.1 36.6 153.5 72 1 007.8 1.6

11 15.1 94.9 139.9 77 1 012.6 1.6

12 8.2 89.6 106.1 78 1 013.4 1.6

年 18.9 2 018.5 1 612.7 78 1 005.2 1.6

氣候因素影響大氣污染物的生成、擴散、沉積、轉化等，進而改變污染物濃度，構建大氣污染物濃度與不同氣象因素之間的相關性模型，利用SPSS分析德興市氣象條件與PM10、PM2. 5、O3、NO2、CO、SO2濃度的影響，得出其相關性（表3）。

表3" 德興市各污染物與各氣象要素的相關性分析

污染物 平均氣溫 降水量 日照時數 平均相對濕度 氣壓 平均風速

PM10 -0.752 -0.710 -0.349 -0.170 0.808 -0.074

PM2.5 -0.896 -0.547 -0.589 0.118 0.880 -0.283

O3 0.746 0.029 0.613 -0.624 -0.573 0.414

NO2 -0.743 -0.678 -0.339 -0.064 0.783 0.388

CO -0.658 -0.429 -0.303 0.097 0.665 -0.124

SO2 -0.867 -0.370 -0.632 0.342 0.727 -0.196

結果表明，PM10、PM2.5、O3、NO2、CO、SO2與平均氣溫、降水量的相關性均通過0.01水平顯著性檢驗。PM10與平均氣溫、降水量、日照時數、平均相對濕度、平均風速均呈負相關，與氣壓呈顯著正相關；PM2.5與氣壓顯著正相關，與相對濕度呈弱的正相關，與平均氣溫、降水量、日照時數、平均風速均呈顯著負相關；O3與平均氣溫、日照時數、平均風速呈顯著正相關，與降水量呈弱的正相關，與氣壓、平均相對濕度呈顯著負相關；NO2與平均氣溫、降水量和日照時數呈顯著負相關，與平均相對濕度負相關不明顯，與氣壓、平均風速呈顯著正相關；CO在與氣象要素的相關性上與PM2.5相同；SO2 與平均氣溫呈顯著負相關，通過0.01的顯著性檢驗，與降水量、日照時數和平均風速均呈負相關，與平均相對濕度、氣壓呈正相關。

通常，風速越來越大利于污染物擴散，但大風天氣又會吹起粉塵，造成浮塵天氣，反而使空氣污染更嚴重。德興市屬于亞熱帶濕潤季風氣候，具有光熱豐富，雨量充沛、晝夜溫差大、局地山區小氣候等特點。氣溫高，紫外線強，O3污染會越嚴重；而降水可以減少空氣中懸浮著的污染物顆粒，降水越多空氣越清新，反之相對濕度低時，有利于污染物顆粒懸浮在空氣中，空氣質量則會變差。此外，氣壓越低時，越不利于氣流流動，因此污染物也容易積聚。

4 城市空氣質量提升措施

近年來，在全球氣候變暖大趨勢下，各地氣候發生了很大的變化，導致霧霾、熱浪、沙塵等極端天氣事件多發頻發，對空氣質量造成了極大的影響，直接威脅人們的生活環境和身心健康。為了提升空氣質量，相關部門應強化污染治理措施，控制污染源的排放。首先，推廣清潔能源，提高能源利用率，減少化石能源的使用量，減少溫室氣體排放；其次，加強環境保護和生態修復，實施植樹造林、恢復濕地、保護生物的多樣性等措施，增強生態系統穩定性和提高自我調節能力，從源頭上積極應對氣候變化帶來的不利影響，減少氣候變化導致的生態環境惡化等現象，進而提升空氣質量。

5 結束語

2018—2023年德興市秋冬季的主要污染物為PM10、

PM2.5，夏季首要污染物為O3。德興市為亞熱帶濕潤季風氣候，具有氣溫高，降水多，且雨熱同季，風速較小，空氣相對濕度較大等特點，秋冬季降水相對較少，平均氣溫低且冬季風速小，不利于氣體流動，大氣污染物容易積聚，而夏季溫高雨多，降水對大氣的清潔能力較強，因此德興市空氣質量受季節性影響較大。此外，隨著城市建設進程加快，人口、機動車、商業、工業廠礦規模化發展，在適宜的氣象條件下極易出現污染天氣。未來，德興市應大力推廣清潔能源使用，加大植被種植力度，倡導綠色出行，嚴控工礦企業廢水廢氣排放等，加強空氣質量治理，以提高空氣質量。

參考文獻

[1] 張向敏，羅燊，李星明，等.中國空氣質量時空變化特征[J].地理科學，2020，40（2）：190-199.

[2] 唐孝炎，張遠航，邵敏.大氣環境化學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 馬一方.空氣中主要污染物在不同氣壓下的變化規律[J].山西能源與節能，2009（3）：64-66.

[4] 馬澤源，孫麗，姜勇彪，等.2008—2016年南昌市空氣質量變化規律及其與氣象因素的關系[J].環境與健康雜志，2018，

35（9）：824-826.

[5] 朱海勇，張守鑫，劉加珍，等.山東省空氣質量的時空特征及影響因素分析[J].環境污染與防治，2022，44（9）：1228-1233，1240.

[6] 郭雯雯，陳永金，劉閣，等.2016—2019年長江中游城市群空氣質量時空變化特征及影響因素分析[J].生態環境學報，2020，29（10）：2034-2044.

[7] 崔玉靜.城市環境空氣質量及污染物變化情況研究[J].能源與環境，2024（3）：135-137.

[8] 楊莉.城市揚塵治理對空氣質量的影響探究[J].皮革制作與環保科技，2024，5（11）：95-97.

收稿日期：2024-07-11

作者簡介：徐蕓瑾（1987—），女，江西上饒人，助理工程師，研究方向為縣級綜合業務。