吉燕芳 賈陳忠

（山西省臨汾市山西師范大學(xué) 山西臨汾 041000）

引言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，環(huán)境問題日漸突出，嚴(yán)重影響到人們的生產(chǎn)生活，尤其是空氣中PM10和PM2.5污染。越來越多的學(xué)者開始關(guān)注PM10和PM2.5問題，2006年，郝明途[1]以濟(jì)南市為例研究了采暖期和非采暖期PM10和PM2.5相關(guān)關(guān)系；2010年，郭清彬[2]等報(bào)道了我國2008年冬季空氣中PM10和PM2.5的污染特征；2014年，黃麗坤等[3]研究了哈爾濱市顆粒污染物TSP、PM2.5和PM10的相關(guān)關(guān)系；2015年，武寶利等[4]研究廉江2014年11月-12月兩者的相關(guān)關(guān)系；2016年，賀華等[5]采樣烏魯木齊2015年1月-2月的數(shù)據(jù)；2017年，陳楠等[6]研究了2012年-2014年湖北省17個(gè)城市PM10和PM2.5的相關(guān)關(guān)系，均表明兩者呈顯著正相關(guān)。本文依據(jù)太原市2017年1月到12月PM2.5、PM10數(shù)據(jù)，進(jìn)行日、月均值對比分析和Pearson分析，探討太原市空氣中PM2.5和PM10的污染特征，以期為太原市的空氣質(zhì)量的改善提供建議。

1 數(shù)據(jù)來源與評(píng)價(jià)方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺(tái),月均值、季均值數(shù)值都是根據(jù)日均值計(jì)算得來。

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級(jí)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)[7]，PM2.5日均值標(biāo)準(zhǔn)為75um/m3，年均值為35um/m3。PM10日均值標(biāo)準(zhǔn)為150um/m3，年均值為75um/m3。

2 結(jié)果與分析

2.1 PM2.5和PM10日均變化分析

表1為2017年太原市PM2.5和PM10質(zhì)量濃度超標(biāo)統(tǒng)計(jì)表。在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，應(yīng)測365個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)測357個(gè)數(shù)據(jù)。PM2.5的年均值為 65.4 um/m3，PM10的年均值為 131.55 um/m3，均是《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）規(guī)定的年平均濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（35 um/m3和70 um/m3）的1.87倍，與鹿利燕等[8]研究結(jié)果（PM2.5 均值 62.4 um/m3，PM10 均值 121.7 um/m3）相比，表明太原市空氣質(zhì)量呈下降趨勢；PM2.5和PM10的最大值分別為377 um/m3和473 um/m3，是二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（75 um/m3和 150 um/m3）的5.03倍和3.15倍，與鹿利燕等[8]研究的結(jié)果（PM2.5最大值266.9 um/m3，PM10最大值為414.1 um/m3）相比，表明最大值也呈增長趨勢。在采集的357個(gè)樣本中，PM2.5、PM10分別超標(biāo)71天和105天，占所有樣本的19.89%和29.41%，近五分之一和三分之一，說明太原市污染嚴(yán)重，在控制空氣污染問題是要注重顆粒污染物的防治。與鹿利燕等[8]研究的結(jié)果（PM2.5超標(biāo)25.4%，PM10超標(biāo)24.6%）相比，PM2.5降低而PM10增加，表明需要重視粗顆粒物的防治。

圖1為PM2.5和PM10日均值變化趨勢圖，從圖1中可以看出兩者呈明顯的U性趨勢，1、2、11、12月值大，其他月份相對來說數(shù)值較小。PM2.5、PM10的最大值均出現(xiàn)在2017年1月2日，最小值均出現(xiàn)在2017年10月9日。從圖1中也可以看出PM2.5基本都在基準(zhǔn)之下，超標(biāo)值主要集中在1、12月，PM10超標(biāo)天數(shù)比PM2.5多，主要集中在1、2、11、12月份。

表1 2017年太原市PM2.5和PM10質(zhì)量濃度超標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

圖1 PM2.5和PM10日均值變化圖

2.2 PM2.5和PM10商值分析

圖2 是由PM10和PM2.5做得出的，表示細(xì)顆粒物占可吸入顆粒物的比值，數(shù)值越高，細(xì)顆粒污染越嚴(yán)重，反之亦然。從圖2中可以看出，商值逐月波動(dòng)下降，最大商值為84.19%，出現(xiàn)在2017年1月7日，最小商值為19.09%，出現(xiàn)在2017年11月23日，通過計(jì)算得出平均商值為44.91%，可以得出太原市顆粒污染物PM2.5的污染貢獻(xiàn)率不足一半，說明太原市主要以粗顆粒污染物為主。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為[9]，一般情況下發(fā)展中國國家PM2.5和PM10的商值超過50%，就認(rèn)為是嚴(yán)重污染，用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，表明太原污染接近嚴(yán)重污染，需要引起重視。

圖2 PM2.5和PM10商值變化趨勢圖

2.3 PM2.5和PM10相關(guān)性分析

2.3.1 PM2.5和PM10日均值相關(guān)性

圖3 PM10和PM2.5相關(guān)分析散點(diǎn)圖

圖3 為PM10和PM2.5日均值相關(guān)分析散點(diǎn)圖，相關(guān)系數(shù)R=0.903，R2=0.8145,回歸方程為 Y=1.1913X+53.638，P 值 0.000，小于0.05，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明兩者擬合效果良好，有明顯的正相關(guān)性。

2.3.2 PM2.5和PM10月均值相關(guān)性

表2 PM2.5和PM10月均值相關(guān)性分析匯總表

表2為PM10和PM2.5月均值相關(guān)性分析，從表2中可知，顯著性水平α=0.01，將臨界值γ與R2比較，可以得出在置信度為99%的情況下，每一個(gè)月的一元線性回歸效果顯著，其中1、2、3、10、11、12月這6個(gè)月相關(guān)系數(shù)在0.9以上，說明這6個(gè)月PM2.5和PM10相關(guān)性非常顯著。

結(jié)語

通過對2017年太原市PM2.5和PM10進(jìn)行簡要分析，得出以下結(jié)論：

（1）太原市顆粒污染物濃度大，空氣質(zhì)量污染嚴(yán)重，并且隨時(shí)間空氣質(zhì)量越來越差。PM2.5和PM10超標(biāo)天數(shù)比例分別超過20%和30%，日均值和年均值均超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）商值比較可以得出太原市粗顆粒（PM10）污染相對更嚴(yán)重。

（3）通過PM10和PM2.5日、月均值相關(guān)分析，得出兩者有明顯的正相關(guān)性。