宁夏2015年主要城市空气质量变化特征

2016-03-15褚广强

科学中国人 2016年26期

关键词：石嘴山固原天数

褚广强，陈　佳

华北理工大学机械工程学院

宁夏2015年主要城市空气质量变化特征

褚广强，陈佳

华北理工大学机械工程学院

宁夏2015年主要城市空气质量状况整体表现良好，局部地区如石嘴山市全年污染天数较多。污染状况较严重的区域主要集中在宁夏北部，呈现辐射状向外扩散逐渐变好的格局，空气质量水平随着季节变化整体表现特征为，夏季优于春季，秋季优于冬季。通过减少无关变量，发现石嘴山市大气污染物PM2.5与O3、PM10与O3之间有很好的相关性，相关系数为0.860和0.912。

AQI；污染状况；空气质量；宁夏

1　前言

目前，国内已经有许多针对细颗粒物PM2.5、可吸入颗粒物PM10、SO2、NO、CO、O3等大气污染物的浓度变化特征及影响因素的研究。但这些研究大多面向某一种污染物或某一季节的污染情况，很少有针对多种污染物的全年浓度特征以及空气污染指数变化的研究。另外，研究区域偏发达城市和地区，鲜有对像固原这样中小型发展中城市大气污染物及空气质量的相关研究。本文旨在研究宁夏主要城市空气质量变化特征及影响因素，通过分析当地环保总站每小时监测数据，以PM2.5、PM10、SO2、NO、CO、O3等六种空气污染物为主要研究因素，分析其浓度随时间的变化规律，选择银川、吴忠、石嘴山、中卫、固原5个地级市（以下简称“地市”）作为研究对象具有典型性和代表性。并进行污染源解析，为宁夏制定相应的大气污染物控制策略与防治方案提供科学依据。

2　区域特征及数据

2.1研究区域特征

宁夏回族自治区地处西北内陆高原，位于北纬35°14～39°23，东经104°17～107°39之间。属典型大陆性半湿润半干旱的气候类型，具有气候干燥，冬、寒季长，夏、暑季短，降雨雪量稀少，风沙大，南寒北暖等特点，且雨季大多集中在6—9月。

2.2数据来源及处理

数据资料来自当地环保总站实时监测分析平台，包括2015年银川、吴忠、石嘴山、中卫、固原地区PM2.5、PM10、SO2、NO、CO、O3浓度日平均值，O3日最大8h平均值，空气污染指数（AQI），对各组变量进行统计检验。由于部分数据不服从正态分布，因此利用相关系数的显著性检验来判定变量之间的相关性。

3　结果与讨论

3.1全年空气质量水平

3.1.1空气质量指数（AQI）月度变化

2015年全年5地市的平均空气质量指数为88.23，AQI呈现下降趋势，空气质量情况良好。

从月度指数的季节分布来看，空气质量水平随季节变化整体表现特征为，夏季优于春季，秋季优于冬季。冬、春季由于降水较少、燃煤污染物总量增加等原因，使得空气污染指数偏高，空气质量水平较差。

从月度指数的空间分布来看，AQI水平较高的区域主要分布于宁夏北部，从经济与人口角度分析，宁夏人口主要集中在银川、固原、吴忠和中卫等地。银川经济实力明显强于其他地市。石嘴山、吴忠、中卫与固原经济状况呈梯次减少趋势。其中固原交通不便，工业较不发达，使得经济水平在5地市中最低，人口也相对最少，因此AQI较其他地市相比最低。

3.1.2达标天数比例

2015年，银川、吴忠、石嘴山、中卫、固原5地市达标天数（优良天数）分别是284、248、269、313和267天，以固原优良天数居多，达标比例分别为77.8%、67.9%、73.7%、85.8%和73.2%，以石嘴山污染天数居多。污染情况较严重的区域主要集中在宁夏北部，呈现辐射状向外扩散逐渐变好的格局。以首府银川为例，2015年全年重度及以上污染主要出现在11月至3月，累计天数为9天，1月份前期重污染过程则连续持续了3天，周围几天伴随轻、中度污染。

3.2石嘴山大气污染物相关性分析

选取污染情况最为严重的石嘴山地区大气污染物质量数据进行研究分析，首先对6种大气污染物进行回归分析，由系数表可知，除SO2、NO2、CO外，其他变量都大于显著性水平，这些变量保留在方程中是错误的。因此排除对AQI结果影响较小的变量，研究O3、PM2.5、PM10与AQI变量之间的关系，在控制AQI的线性影响的条件下分析O3、PM2.5、PM10两两变量之间的线性相关性，同样净相关分析检验的原假设“两总体的偏相关系数与零无显著性差异”，偏相关系数是0.912，大于相关系数0.890，说明变量之间有线性关系。得到PM2.5与O3、PM10与O3之间有很好的相关性，相关系数为0.860和0.912。