中国邯郸市2019年PM2.5质量浓度时空分布特征及其与气象因素的相关性分析

李建武 葛胜 阮航 王江华 王梦婵 鲁晶

武汉天虹环保产业股份有限公司，中国·湖北 武汉 430075

1 引言

近年来，中国邯郸市的大气污染程度日益加剧，空气污染严重。对邯郸市的大气污染相关的研究也较多，大多数研究者是从各方面分析研究大气中的PM2.5，刘卫等[1]研究分析了邯郸市2015年PM2.5化学组分空间分布特征及PM2.5浓度水平与相对湿度、风向这两种气象要素之间的关系。但是鲜少有人研究分析2019年邯郸市PM2.5质量浓度时空分布特征及PM2.5四季浓度与5种气象因素之间的相关性。因此，本研究以2019年邯郸市城区的4个空气质量环境自动监测站一年连续在线监测数据和慧聚气象数据网提供的气象数据为依据，对邯郸市PM2.5质量浓度时空分布特征及其与气象因素之间的相关性进行分析研究，来以此为邯郸市的大气污染防治提供科学依据。

2 数据来源与方法

PM2.5浓度数据来源于中国空气质量在线监测分析平台。中国168个城市的空气质量实时监测数据均由该网站提供。论文统计的是邯郸市的4个监测站点的PM2.5质量浓度数据，PM2.5统计基础数据均为小时数据，统计时间为2019年1月1日至2019年12月31日[1]。PM2.5日均值根据每天24h（00:00—24:00）的数据求得，月均值根据PM2.5的日均值求得，用origin8.0和SPSS19.0软件统计分析数据。

3 结果与分析

3.1 PM2.5质量浓度月均变化特征分析

邯郸市4个监测站点的PM2.5月均浓度变化均呈单峰单谷型，高峰值均出现在冬季2月份，出现此特征主要是因为2月正值冬季，当地居民采用燃煤取暖导致PM2.5浓度增加；2月以后PM2.5浓度有明显的突降，出现此特征主要是因为2月以后正值春季，气温回暖，采用燃煤取暖的居民人数大大地降低了[2]；到4月份C站和D站的PM2.5月均浓度有个小幅上升，其余A和B两个站的PM2.5月均浓度一直是呈下降趋势，主要是因为A、B两个站的地理环境位置优于C、D两个站，4月的邯郸市容易产生扬尘和沙尘天气，而C、D两个站点的地理环境位置容易受到这种天气的干扰，所以导致C、D两个监测站4月的PM2.5月均浓度有个突升。4月之后到8月A、B、C、D四个监测站点的PM2.5月均浓度都是一个缓慢下降的趋势，直到8月达到最低值。8月以后PM2.5浓度逐渐上升，直到在12月达到第二波峰值。主要因为是8月以后就到了秋冬季，气温逐渐降低，居民就开始采用燃煤取暖，使PM2.5浓度不断上升一直到12月达到最高值。

3.2 PM2.5浓度空间分布特征

通过利用Aicgis软件中的ArcMap中得知A、B、C三个站点均位于邯郸市的丛台区内，而D站点位于邯郸市邯山区，可以看出，春、秋、冬三季的邯郸市四个站点的PM2.5浓度空间分布特征呈南高北低，由北向南逐渐升高。而夏季邯郸市四个站点的PM2.5浓度空间分布特征呈北高南低，由北向南逐渐降低，分析其原因是因为春、秋、冬三季邯郸市PM2.5浓度较高的地区在邯山区东边和东南边，盛行季风就会把污染物先吹到邯山区后到达丛台区，而夏季丛台区PM2.5的浓度比邯山区的PM2.5浓度高，分析其原因是夏季整个邯郸市PM2.5污染比较严重的区域是位于丛台区的北边，盛行季风将邯郸市北部污染物最先吹到丛台区，再到达邯山区，所以夏季邯山区的PM2.5浓度比丛台区的PM2.5浓度稍低些[3]。

3.3 PM2.5浓度与气象因素之间的相关性分析

根据表1得知邯郸市春季、秋季、冬季PM2.5平均浓度与日平均气压呈负相关性，夏季PM2.5平均浓度与日平均气压呈正相关性，邯郸市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5平均浓度与日平均风速均呈负相关性，邯郸市春季、秋季、冬季PM2.5平均浓度与日平均气温呈正相关性。邯郸市春季、秋季、冬季PM2.5平均浓度与相对湿度呈正相关性，其中冬季与相对湿度呈显著正相关性，而夏季PM2.5平均浓度与相对湿度呈弱负相关性，邯郸市春季、夏季、秋季PM2.5平均浓度与降水量均呈负相关性，冬季邯郸市无降雨，所以冬季PM2.5平均浓度与降水量无相关性，其中夏季的相关性最显著。

表1 不同季节PM2.5浓度与气象因素之间的相关性

4 结论

①从月均浓度变化特征来看，邯郸市A、B、C、D四个环境监测站点的月均浓度变化均呈单峰单谷型，月均浓度第一高值均出现在冬季2月份，2月开始逐月递减，4月有个回升，4月—8月这段时间波动不大，8月达到最低值，低谷值均出现在8月份，8月以后不断上升，直到12月达到第二高值。

②从空间分布特征来看，邯郸市A、B、C、D四个监测站点的PM2.5春、秋、冬季浓度空间分布特征呈南高北低，而邯郸市A、B、C、D四个监测站点的PM2.5夏季浓度空间分布特征呈北高南低。

③邯郸市PM2.5四季的平均浓度与日平均气压、日平均风速、日平均气温、相对湿度、日降水量这5项气象因子有显著相关性。