PM10、PM2.5及沙尘影响因素对库尔勒市2018—2022年环境空气质量的影响研究

仲军梅，贺玉红，宋 楠，韩晓越

（新疆维吾尔自治区巴州博斯腾湖科学研究所，新疆 维吾尔自治区 841000）

引 言

空气质量作为衡量一个地区环境质量的重要指标，其状况直接影响着人们的身体健康和社会的可持续发展。特别是近年来，由于工业化和城市化的快速发展，我国许多城市的空气污染变得越来越严重。其中，颗粒物（包括PM10和PM2.5）成为空气污染物的主要组成部分，其浓度受到人们广泛的关注。本研究选取库尔勒市为研究对象，对该市2018—2022年的环境空气质量进行了详细的分析，以期为当地的环保工作提供有力的科学依据。

1 环境空气质量总体情况

对于任何一个城市来说，环境空气质量都是一个非常重要的因素，它不仅关乎市民的健康，也对城市的经济、环境和社会发展产生深远影响。

本研究的目标地区是库尔勒市，一个位于我国西部的城市。该市的空气质量监测数据显示，2018—2022年环境空气质量的平均空气质量指数（AQI）为110。在这五年间，库尔勒市的环境空气质量优良天数共计1 214天，占总天数的66.48%。虽然这个比例看起来较高，但是年度优良率的变化并不明显（详见图1），这表明库尔勒市的空气质量并没有明显的改善或恶化。

图1 2018—2022年库尔勒市环境空气质量优良率（%）统计

在对空气中的颗粒物进行详细分析后，发现PM10（即空气中直径小于或等于10微米的颗粒物）的平均浓度为155微克/立方米，而PM2.5（即空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物）的平均浓度为43微克/立方米（详见表1）。颗粒物的浓度是影响空气质量的重要因素，因为这些微小的颗粒物能悬浮在空气中，严重影响空气质量，而且通过呼吸进入人体后，可能对人体健康造成危害[1]。

表1 2018—2022年整体空气质量情况

在这五年期间，库尔勒市共有600天属于污染天气，其中，以PM10为主要污染物的天数为584天，占总污染天数的97.33%。这一数据清楚地表明，PM10是影响库尔勒市环境空气质量的主要因素（详见表2），对PM10的来源进行分析，可以发现沙尘和浮尘是其主要来源。

表2 污染天数汇总表

通过以上分析可以看出，尽管库尔勒市在环境空气质量上具有一定的优良天数，但是颗粒物污染依然是一个严重的问题，其中以PM10为最主要的污染物，尤其是沙尘天气，PM10的浓度会迅速增高，严重影响空气质量。

2 PM10和PM2.5浓度变化情况

通过统计五年数据发现，PM10和PM2.5年度月均值的变化趋势基本一致，说明影响库尔勒市空气质量的因素较为稳定，没有出现较大的波动。然而，对比各月份的数据发现，3月的PM10和PM2.5浓度最高，而8月最低，这可能与地理位置、气候条件和季节性活动有关。具体来说，3月正值春季，库尔勒市可能会频繁受到沙尘天气的影响，使PM10和PM2.5浓度的升高。到了8月，随着气温的升高和降雨量的增加，空气中的颗粒物可能被雨水清洗，使PM10和PM2.5的浓度下降[2]。此外，我们还注意到，PM2.5浓度的趋势与PM10浓度变化基本一致。这可能是因为PM2.5和PM10主要来源于相同污染源，即沙尘和浮尘（如图2所示）。在沙尘天气中，大量沙尘颗粒被卷入空气中，这些颗粒中既包含了直径大于2.5微米且小于10微米的颗粒（即PM10），也包含了直径小于或等于2.5微米的颗粒（即PM2.5）。因此，当PM10浓度上升时，PM2.5浓度也会相应上升，二者之间存在着高度的相关性。

图2 PM10和PM2.5浓度变化分析图

总之，通过分析五年的PM10和PM2.5浓度变化情况可以看出，库尔勒市环境空气质量主要受PM10和PM2.5的影响，而这两种颗粒物的主要来源是沙尘和浮尘。因此，如何控制和减少沙尘污染是改善库尔勒市环境空气质量的关键。同时，由于PM2.5和PM10浓度受季节变化的影响，因此在不同的季节，对环境空气质量的保护和改善策略可能需要进行相应的调整。

3 PM10和PM2.5随季节变化情况分析

本研究对2018—2022年库尔勒市环境空气中的PM10和PM2.5的季节性变化进行了深入分析。

本文根据库尔勒市的气候特点而对季节进行划分，即将春季定为2—4月，夏季定为5—7月，秋季定为8—10月，冬季定为11月到次年1月。基于库尔勒市的实际气候情况进行季节的划分，能更准确地反映各季节的气候特征。接下来，对2018—2022年的PM10和PM2.5的季均值进行了分析。结果显示，PM10的浓度在2021年的冬季最高，而在其余的四年中，都是在春季最高。这可能是因为冬季库尔勒市的气温较低，空气中的颗粒物不易扩散，导致PM10浓度升高。而春季天气干燥且风力较大，易发生沙尘暴，这可能是导致PM10浓度在春季达到峰值的主要原因[3]。PM2.5的浓度在2018年和2020年的春季最高，而在其余的三年中，冬季的浓度最高（如图3所示）。这种情况可能是由于春季风沙对空气质量的影响较为明显，而在冬季，由于燃煤供暖等原因，空气中的PM2.5浓度也会显著提高。

通过对PM10和PM2.5的季节性变化进行分析，可以明显看出，库尔勒市的空气质量受到了季节变化的强烈影响。这一发现对于制定有效的空气污染防治策略以及预测和控制未来的空气质量具有重要的参考价值。

4 2018—2022年沙尘天气变化情况分析

沙尘天气对于库尔勒市空气质量的影响尤为明显。在本文的研究的时间段2018—2022年，库尔勒市沙尘天气的总天数惊人地达到了583天。春季是沙尘天气出现的高频季节，特别是3月，沙尘天气的发生频率最高。沙尘天气对PM10浓度的影响最为显著，平均浓度高达302微克/立方米（详见表3）。沙尘天气的频繁发生对库尔勒市的空气质量造成了重大影响。首先，沙尘天气会将大量颗粒物带入空气中，从而对空气质量产生显著影响。PM10作为衡量空气质量的重要指标之一，其浓度的增加直接导致空气质量下降。另外，沙尘天气还会影响气象条件，比如降低能见度、影响交通安全等[4]。然而，研究也发现了一个令人鼓舞的现象，即虽然在2018—2022年间沙尘天气的出现频次呈现上升趋势，但PM10的平均浓度却在逐渐下降。这表明，虽然沙尘天气出现的频率在增加，但其影响强度却在减弱。具体表现为沙尘暴发生次数在减少，而浮尘天数在增加（如图4所示）。

表3 2018—2022年沙尘天数据汇总表

5 结语

通过对库尔勒市2018—2022年环境空气质量数据的详细分析，得出PM10是影响该市环境空气质量的主导因素，其主要来源于频繁发生的沙尘天气。在春季，尤其是3月份，沙尘天气的发生频率最高，此时PM10和PM2.5的浓度也达到了最大值，而且PM2.5的浓度变化与PM10的浓度变化呈现出直接的相关性。当前，尽管库尔勒市面临沙尘天气的挑战，但其环境空气质量状况却在逐步改善。