荊 亮,徐玢花,杜 艷,仲 勉,馮加良

(上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,上海 200444)

上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布及影響因素分析

荊 亮,徐玢花,杜 艷,仲 勉,馮加良

(上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,上海 200444)

根據(jù)上海2010年1月—2011年12月17個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM10監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和同期地面氣象資料,分析了上海PM10質(zhì)量濃度的季節(jié)變化和空間分布.結(jié)果表明:上海各監(jiān)測(cè)點(diǎn)間PM10平均質(zhì)量濃度的差異并不顯著,說(shuō)明區(qū)域傳輸對(duì)上海的大氣污染有明顯影響;風(fēng)向、風(fēng)速對(duì)上海PM10質(zhì)量濃度有顯著影響,靜風(fēng)及W～S風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度較高,東風(fēng)及東南風(fēng)時(shí)PM10質(zhì)量濃度較低.分析各監(jiān)測(cè)點(diǎn)PM10質(zhì)量濃度與全市平均質(zhì)量濃度的差別時(shí)發(fā)現(xiàn),不同季節(jié)、不同風(fēng)向下上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布變化有較明顯的規(guī)律,污染物在不同功能區(qū)之間的相互輸送是導(dǎo)致不同風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度空間分布差異的重要原因.氣壓對(duì)上海PM10質(zhì)量濃度的影響明顯,低氣壓時(shí)的PM10質(zhì)量濃度明顯較低,但大氣壓和PM10質(zhì)量濃度之間不存在線性關(guān)系.

上海;PM10;空間分布;氣象因素;污染輸送

PM10也稱可吸入顆粒物,是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10μm的大氣顆粒物,是影響我國(guó)大氣質(zhì)量的主要污染物之一.大氣顆粒物能夠引起一系列嚴(yán)重的心血管及呼吸道疾病[1-2],并降低能見(jiàn)度[3-5].對(duì)我國(guó)大氣顆粒物的來(lái)源已有了較多的研究,燃煤排放、機(jī)動(dòng)車尾氣、二次氣溶膠以及揚(yáng)塵等已被發(fā)現(xiàn)是我國(guó)PM10的主要來(lái)源[6-7].除污染源外,風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降水量等氣象條件會(huì)對(duì)大氣中PM10的質(zhì)量濃度產(chǎn)生顯著的影響[8-20].

上海作為沿海城市,當(dāng)內(nèi)陸污染物向海洋輸送時(shí)會(huì)對(duì)上海的空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響.陰俊等[21]發(fā)現(xiàn),受偏西風(fēng)影響時(shí)上海PM10的質(zhì)量濃度明顯升高.王茜[22]、陳海宇等[23]、Li等[24]應(yīng)用氣團(tuán)后向軌跡、潛在源貢獻(xiàn)分析等手段分析了影響上?？諝赓|(zhì)量的污染物的來(lái)源,發(fā)現(xiàn)周邊地區(qū)如浙江、江蘇、山東等對(duì)上海的空氣質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響[22-24].除區(qū)域間傳輸?shù)挠绊懲?區(qū)域內(nèi)不同功能區(qū)之間污染物的輸送也會(huì)影響污染物的空間分布,因此,對(duì)污染物空間分布的分析有助于加深對(duì)污染源分布和污染物擴(kuò)散、傳輸?shù)恼J(rèn)識(shí)[14],對(duì)城市規(guī)劃、工業(yè)布局調(diào)整和污染防治政策的制定具有重要的意義.

本研究根據(jù)上海2010年1月1日—2011年12月31日PM10的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和同期地面氣象資料,對(duì)上海浦東新區(qū)、黃浦、徐匯、長(zhǎng)寧、靜安、普陀、閘北、虹口、楊浦、寶山、閔行、嘉定、金山、松江、青浦、奉賢和崇明17個(gè)區(qū)縣PM10質(zhì)量濃度的空間分布及其影響因素進(jìn)行了分析,以期為改善上海市大氣環(huán)境質(zhì)量和污染防治等提供科學(xué)依據(jù).

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本研究中PM10的空氣污染指數(shù)(air pollution index,API)分指數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)自上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心公開(kāi)發(fā)布的資料.本研究提取了浦東新區(qū)、黃浦、徐匯、長(zhǎng)寧、靜安、普陀、閘北、虹口、楊浦、寶山、閔行、嘉定、金山、松江、青浦、奉賢和崇明共17個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2010年和2011年兩年的PM10的API監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).分析時(shí),按照下式將PM10的API數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度值:

式中,I為實(shí)測(cè)PM10指數(shù),IH與IL為API分級(jí)限值表中最貼近I值的兩個(gè)指數(shù)值,IH為大于I的值,IL為小于I的值,CH與CL為與IH和IL對(duì)應(yīng)的PM10質(zhì)量濃度限值.

上海位于長(zhǎng)江三角洲平原,基本沒(méi)有山嶺分布,平均海拔約為 4 m,各區(qū)縣的環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本受同一氣象場(chǎng)控制,同期地面氣象資料來(lái)自于Weather Underground網(wǎng)站(http://www.wunderground.com).上海屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū).根據(jù)上海氣象統(tǒng)計(jì)資料,春季以東北風(fēng)和東南風(fēng)為主,西北風(fēng)及北風(fēng)也有一定分布;夏季以東南風(fēng)為主,東風(fēng)及東北偏東風(fēng)次之;秋季風(fēng)向變化較大,以東北風(fēng)、北風(fēng)、東風(fēng)及東南風(fēng)為主,西風(fēng)及西北風(fēng)也有少量分布,東北風(fēng)的頻率相對(duì)較高;冬季以西北風(fēng)、北風(fēng)和東北風(fēng)為主.

2 結(jié)果與分析

2.1 上海PM10質(zhì)量濃度的季節(jié)分布特征

本研究將3—5月定為春季,6—8月定為夏季,9—11月定為秋季,12月—次年2月定為冬季[21].圖1為2010年1月1日—2011年12月31日上海PM10質(zhì)量濃度隨季節(jié)變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

圖1 不同季節(jié)上海PM10平均質(zhì)量濃度的空間分布Fig.1 Space distributions of PM10concentrations in Shanghai in di ff erent seasons

由圖1可以看出,上海PM10質(zhì)量濃度有著明顯的季節(jié)變化規(guī)律:冬季≥春季＞秋季＞夏季,春夏秋冬四季所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均質(zhì)量濃度分別為82,57,70和86μg/m3.上海夏季PM10質(zhì)量濃度低的主要原因如下:①夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)、地面增溫快、大氣對(duì)流強(qiáng)烈,易于污染物的擴(kuò)散[9];②夏季濕度大、降水多,濕沉降對(duì)污染物消除作用明顯[13,15];③夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閬?lái)自海面的東南風(fēng),來(lái)自海洋的清潔空氣對(duì)局地排放的污染物有稀釋作用[22].冬季PM10的高質(zhì)量濃度除氣溫低、靜穩(wěn)天氣出現(xiàn)頻率高等氣象因素外,來(lái)自內(nèi)陸地區(qū)的大氣污染物隨著北風(fēng)(東北至西北)向上海的輸送也是重要原因之一[19,22].春季氣候干燥、風(fēng)速大,容易導(dǎo)致?lián)P塵增加(每年的3—4月上海易受北方沙塵的影響[20,23]),因此空氣中顆粒物質(zhì)量濃度也較高.

從各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的比較可以看出,除金山在春季、夏季和秋季PM10質(zhì)量濃度明顯較低外,其他各區(qū)的PM10質(zhì)量濃度有一定差別,但差別不大,質(zhì)量濃度波動(dòng)范圍在春夏秋冬四季分別為全市平均質(zhì)量濃度的13%,29%,19%和18%,說(shuō)明區(qū)域傳輸對(duì)上海PM10質(zhì)量濃度有較大影響[25].這與Wang等[26]發(fā)表的中尺度空氣質(zhì)量模型的模擬結(jié)果一致.由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和上海地區(qū)城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,本地污染源遍布各處,使得不同地點(diǎn)的PM10質(zhì)量濃度較為接近.

對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)PM10質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn),對(duì)不同季節(jié)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)平均質(zhì)量濃度與全市平均質(zhì)量濃度的差別進(jìn)行作圖分析可以更好地表現(xiàn)PM10質(zhì)量濃度的空間分布特征(見(jiàn)圖2).由圖2可以看到,上海PM10質(zhì)量濃度在不同季節(jié)的空間分布有一定差別,夏季和秋季時(shí)PM10質(zhì)量濃度由東南向西北方向有升高趨勢(shì),而冬季時(shí)高質(zhì)量濃度區(qū)主要集中在中部及市區(qū).

在春季,PM10質(zhì)量濃度較低的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為金山、浦東新區(qū)和奉賢等,其中金山監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM10質(zhì)量濃度最低,說(shuō)明這些地區(qū)的顆粒物排放源相對(duì)較少.PM10質(zhì)量濃度較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為嘉定、寶山、松江、楊浦等,主要原因是這些基本都是上海市重要的工業(yè)區(qū),PM10顆粒物的排放強(qiáng)度較大,因而質(zhì)量濃度較高.

在夏季,離海邊距離最近的金山、浦東新區(qū)和奉賢監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM10質(zhì)量濃度較低,一個(gè)重要的原因是夏季盛行的東南風(fēng)帶來(lái)了來(lái)自海洋的干凈空氣,可以有效稀釋當(dāng)?shù)嘏欧诺念w粒物質(zhì)量濃度.PM10質(zhì)量濃度較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為寶山、普陀和嘉定等,其中寶山監(jiān)測(cè)點(diǎn)的質(zhì)量濃度最高.與春季相比,普陀PM10的相對(duì)質(zhì)量濃度明顯升高而松江有明顯下降,原因是普陀受到了上風(fēng)向(市區(qū))污染物的影響,而松江由于上風(fēng)向金山和奉賢等地的顆粒物質(zhì)量濃度較低,傳輸后對(duì)本地污染物質(zhì)量濃度有一定程度的稀釋.

在秋季,PM10質(zhì)量濃度較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)依次為青浦、嘉定、松江、普陀.與夏季相比,秋季時(shí)的PM10高質(zhì)量濃度區(qū)由夏季時(shí)的北部轉(zhuǎn)向西部及西南部.嘉定、松江等地PM10的局地排放強(qiáng)度較大,同時(shí),上海秋季的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)和北風(fēng),市區(qū)及寶山工業(yè)區(qū)的顆粒物會(huì)向西及西南方向傳輸,使得上述地區(qū)的PM10質(zhì)量濃度水平進(jìn)一步升高.

圖2 上海四季的PM10質(zhì)量濃度空間分布Fig.2 Spatial distributions of PM10in Shanghai in di ff erent seasons expressed as the deviations from the averaged concentrations

與秋季及夏季相比(見(jiàn)圖2,其中紅色柱體表示高于對(duì)應(yīng)季節(jié)全上海PM10質(zhì)量濃度的平均值,綠色柱體表示低于質(zhì)量濃度的平均值,紅色實(shí)心圓表示與質(zhì)量濃度的平均值相等),冬季時(shí)上海西北部的嘉定及西部的青浦的PM10質(zhì)量濃度明顯降低,嘉定的平均質(zhì)量濃度甚至低于全上海的平均質(zhì)量濃度,但中心城區(qū)尤其是徐匯和楊浦的相對(duì)質(zhì)量濃度卻有所升高.上海冬季盛行西北風(fēng)和東北風(fēng),郊區(qū)及外來(lái)顆粒物往市區(qū)輸送并和市區(qū)本身較高的顆粒物排放相互疊加,從而導(dǎo)致中心城區(qū)具有較高的PM10質(zhì)量濃度水平.金山監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)質(zhì)量濃度的升高(相比其他季節(jié))反映了上風(fēng)向松江及青浦等地污染物的輸送影響.浦東新區(qū)和奉賢監(jiān)測(cè)點(diǎn)雖然冬季PM10絕對(duì)質(zhì)量濃度較高,但相對(duì)質(zhì)量濃度較低.一個(gè)可能的原因是在東北風(fēng)向及其他非西北風(fēng)向時(shí),這兩個(gè)站點(diǎn)的PM10質(zhì)量濃度較低,部分抵銷了西北風(fēng)及西風(fēng)時(shí)污染物輸送的影響,但具體原因仍有待進(jìn)一步研究.

綜上所述,不同季節(jié)上海PM10質(zhì)量濃度空間分布的差異可能主要源于不同風(fēng)向下上海不同區(qū)域間顆粒物的相互輸送,而區(qū)域污染輸送會(huì)對(duì)上海的總體質(zhì)量濃度產(chǎn)生影響.

2.2 不同風(fēng)向下PM10的質(zhì)量濃度及空間分布

為了克服季節(jié)平均質(zhì)量濃度計(jì)算中風(fēng)向的變化對(duì)空間分布結(jié)果的影響,本研究對(duì)不同風(fēng)向時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度的分布進(jìn)行了分析,以便更好地了解當(dāng)?shù)匚廴疚锏臄U(kuò)散情況及污染輸送的影響.分析過(guò)程中將風(fēng)向分為13種,分別為北風(fēng)(N,337.5?～22.5?)、東北風(fēng)(NE, 22.5?～67.5?)、東風(fēng)(E,67.5?～112.5?)、東南風(fēng)(SE,112.5?～157.5?)、南風(fēng)(S,157.5?～202.5?)、西南風(fēng)(SW,202.5?～247.5?)、西風(fēng)(W,247.5?～292.5?)、西北風(fēng)(NW,292.5?～337.5?)和靜風(fēng)(風(fēng)速小且風(fēng)向無(wú)規(guī)則變動(dòng)),以及4種變化的風(fēng)向:N～W(風(fēng)向在270?和360?之間變動(dòng))、W～S(風(fēng)向在180?和270?之間變動(dòng))、S～E(風(fēng)向在90?和180?之間變動(dòng))和E～N(風(fēng)向在0?和90?之間變動(dòng)).

圖3為不同風(fēng)向下上海全市PM10平均質(zhì)量濃度的比較圖(其中豎線為標(biāo)準(zhǔn)偏差).由圖可知,靜風(fēng)及W～S風(fēng)向時(shí)的PM10質(zhì)量濃度較高.靜風(fēng)條件不利于污染物擴(kuò)散,易造成顆粒物的積聚;而變動(dòng)的風(fēng)向常在風(fēng)速較小時(shí)出現(xiàn),污染物擴(kuò)散較慢,且當(dāng)風(fēng)向來(lái)自W～S方向時(shí),來(lái)自浙江、江蘇的污染物會(huì)通過(guò)傳輸影響上海的空氣質(zhì)量[21,24].這可能也是當(dāng)風(fēng)向?yàn)閃和SW時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度較高的原因.SE,E和NE風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度較低.這與在這些風(fēng)向下來(lái)自于海面的清潔空氣對(duì)上海本地污染物的稀釋作用有關(guān).E～N風(fēng)向時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度最低的原因尚不清楚,有待進(jìn)一步研究.

圖3 不同風(fēng)向下上海PM10平均質(zhì)量濃度比較圖Fig.3 Averaged PM10concentrations in Shanghai under di ff erent wind directions

圖4是上海在靜風(fēng)、東南風(fēng)、西北風(fēng)和北風(fēng)4種典型風(fēng)向下的PM10空間分布圖(其中柱體含義同圖2).可見(jiàn),靜風(fēng)時(shí)污染物的水平輸送較弱,因此靜風(fēng)時(shí)PM10的空間分布反映著局地源排放的強(qiáng)弱.寶山、普陀、松江、嘉定和楊浦較高的PM10質(zhì)量濃度說(shuō)明這些區(qū)縣的局地污染較嚴(yán)重,這與這些區(qū)縣較強(qiáng)的工業(yè)活動(dòng)一致.金山、奉賢和浦東新區(qū)的相對(duì)質(zhì)量濃度明顯較低,說(shuō)明上海PM10的本地排放源主要集中在西部和西北部,較好地體現(xiàn)了上海的工業(yè)布局特征.

圖4 4種典型風(fēng)向下上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布Fig.4 Spatial distributions of PM10in Shanghai under 4 typical wind directions

當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)時(shí),PM10質(zhì)量濃度以寶山和嘉定為最高,空間分布與夏季平均質(zhì)量濃度的分布基本一致.東南風(fēng)向下來(lái)自海面的清潔空氣對(duì)上海尤其是東部的金山、奉賢和浦東新區(qū)等地的局地污染物有較好的稀釋作用.市區(qū)污染物對(duì)下風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)有影響,嘉定相對(duì)質(zhì)量濃度的增加應(yīng)該是與市區(qū)污染物的輸送有關(guān),而松江相對(duì)質(zhì)量濃度的降低則說(shuō)明東南風(fēng)向?qū)λ山谋镜匚廴疚镉邢♂屪饔?

西北風(fēng)是上海冬季的主導(dǎo)風(fēng)向,因此西北風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度的空間分布與冬季PM10的空間分布有較好的一致性.西北風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度高于全市平均值的地區(qū)主要集中在中心城區(qū),而西北部嘉定與寶山的PM10質(zhì)量濃度均低于平均值.西北風(fēng)向時(shí)寶山和嘉定處于中心城區(qū)的上風(fēng)向,其較強(qiáng)的污染排放會(huì)輸送至市區(qū),導(dǎo)致市區(qū)的PM10質(zhì)量濃度呈現(xiàn)一個(gè)相對(duì)較高的水平;與東南風(fēng)向時(shí)相比,上海東南部金山和奉賢的PM10質(zhì)量濃度雖仍低于全市平均值,但相對(duì)質(zhì)量濃度明顯升高,尤其是金山的PM10質(zhì)量濃度已接近全市平均值,這反映了上風(fēng)向地區(qū)尤其是松江等地的污染物輸送對(duì)東南部地區(qū)的影響.

東北風(fēng)(含北風(fēng))是上海分布頻率較高的風(fēng)向(尤其是秋冬季).從圖4可以較清楚地看到,受東北風(fēng)/北風(fēng)影響時(shí),上海PM10高質(zhì)量濃度區(qū)向西南方向遷移.與西北風(fēng)向時(shí)相比,松江、青浦以及閔行的PM10相對(duì)質(zhì)量濃度明顯升高,而楊浦的相對(duì)質(zhì)量濃度明顯下降,這與風(fēng)向?yàn)闁|北及北風(fēng)時(shí)寶山、楊浦處于市區(qū)的上風(fēng)向而松江、青浦等地處于市區(qū)的下風(fēng)向的地理分布相一致.

綜合不同風(fēng)向以及不同季節(jié)時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布,不同功能區(qū)之間的相互影響是造成不同風(fēng)向下PM10質(zhì)量濃度空間分布變化的主要原因,中心城區(qū)的PM10質(zhì)量濃度會(huì)明顯受到郊區(qū)或工業(yè)區(qū)污染排放的影響,因此工業(yè)企業(yè)向郊區(qū)的轉(zhuǎn)移對(duì)改善中心城區(qū)的空氣質(zhì)量作用有限.根據(jù)上海的風(fēng)向統(tǒng)計(jì)結(jié)果(http://lishi.tianqi.com/shanghai/index.html),風(fēng)向處于0?～180?之間的比例為總時(shí)間的70%左右,因此控制寶山工業(yè)區(qū)、浦東新區(qū)和金山的污染排放對(duì)改善及保障市區(qū)的空氣質(zhì)量具有重要作用.

2.3 不同氣壓下PM10質(zhì)量濃度的分布

氣壓與PM10質(zhì)量濃度的關(guān)系較為復(fù)雜,不同研究者得到的結(jié)論常有不一致之處.王開(kāi)燕等[17]研究了北京市冬季氣象要素對(duì)氣溶膠質(zhì)量濃度變化的影響,發(fā)現(xiàn)PM10質(zhì)量濃度與氣壓呈正相關(guān)性.張國(guó)璉等[27]對(duì)上海市空氣質(zhì)量的研究也發(fā)現(xiàn),氣壓與污染物質(zhì)量濃度存在正相關(guān)性.金維明[28]發(fā)現(xiàn)PM10質(zhì)量濃度與溫濕低氣壓呈反相關(guān),與冷高壓呈正相關(guān).郭利等[9]對(duì)北京地區(qū)PM10質(zhì)量濃度與邊界層氣象要素的相關(guān)性進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),6月觀測(cè)期間PM10質(zhì)量濃度與氣壓的相關(guān)性不顯著,而11月觀測(cè)期間二者呈負(fù)相關(guān).

2010—2011年上海的日均大氣壓在995～1 036百帕之間變化.按氣壓從低到高分成995～1 008百帕(低氣壓)、1 009～1 022百帕(中氣壓)和1 023～1 036百帕(高氣壓)三組,并分別統(tǒng)計(jì)了各區(qū)PM10的平均質(zhì)量濃度(見(jiàn)圖5).可見(jiàn),在低氣壓時(shí)PM10質(zhì)量濃度明顯較低,而在中高氣壓時(shí)PM10質(zhì)量濃度無(wú)顯著變化.氣壓較低時(shí),氣流上升,大氣湍流較為劇烈,大氣混合層高度較高,有利于PM10的擴(kuò)散和稀釋.低氣壓主要出現(xiàn)在夏季,清潔海風(fēng)的稀釋作用也是導(dǎo)致低氣壓時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度明顯降低的重要原因.中高氣壓下的PM10質(zhì)量濃度差別不大,說(shuō)明氣壓和PM10質(zhì)量濃度之間并不存在線性關(guān)系.

依據(jù)氣壓大小對(duì)全上海PM10質(zhì)量濃度的日平均值進(jìn)行了排序,并接每3個(gè)百帕氣壓差進(jìn)行了分段平均,并利用分段后的結(jié)果分析了氣壓與PM10質(zhì)量濃度的相互關(guān)系(見(jiàn)圖6,其中豎線為標(biāo)準(zhǔn)偏差).由結(jié)果可知,當(dāng)氣壓在1 025百帕以下時(shí),PM10質(zhì)量濃度具有隨氣壓增加而增加的趨勢(shì),但當(dāng)氣壓繼續(xù)升高時(shí)PM10質(zhì)量濃度不升反降,印證了氣壓和PM10質(zhì)量濃度之間關(guān)系的非線性.由于不同氣象因素會(huì)同時(shí)影響大氣顆粒物質(zhì)量濃度,這就大大增加了氣象因素與大氣污染程度相關(guān)性分析的復(fù)雜性.大氣壓力對(duì)大氣顆粒物質(zhì)量濃度的影響方式和程度需要更進(jìn)一步的研究.

圖5 不同氣壓下上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布Fig.5 Spatial distributions of PM10in Shanghai under di ff erent barometric pressures

圖6 上海全市平均PM10質(zhì)量濃度隨氣壓的變化Fig.6 Variation of averaged PM10concentrations with barometric pressures

3 結(jié)論

(1)上海PM10質(zhì)量濃度的總體空間分布較均勻,差異并不顯著,說(shuō)明區(qū)域傳輸對(duì)上海的大氣污染有較大影響.

(2)風(fēng)向?qū)ι虾M10質(zhì)量濃度有明顯影響,靜風(fēng)及W～S風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度最高,東風(fēng)及東南風(fēng)向時(shí)PM10質(zhì)量濃度最低.

(3)不同風(fēng)向時(shí)上海PM10質(zhì)量濃度的空間分布改變與不同功能區(qū)之間污染物的相互輸送有關(guān).

(4)氣壓對(duì)上海PM10質(zhì)量濃度有明顯影響,低氣壓時(shí)PM10質(zhì)量濃度明顯較低,但氣壓與PM10質(zhì)量濃度之間不存在線性關(guān)系.

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Spatial distribution of PM10in Shanghai and the in fl uencing factors

JING Liang,XU Bin-hua,DU Yan,ZHONG Mian,FENG Jia-liang
(School of Environmental and Chemical Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China)

Daily PM10concentrations during January 2010 and December 2011 collected from 17 monitoring stations in Shanghai were analyzed together with the meteorological conditions to reveal seasonal and spatial distributions of PM10.Generally speaking, homogeneous distribution of PM10concentrations between the monitoring sites was found in Shanghai,suggesting the in fl uence of regional transport of pollutants on the air quality in Shanghai.Wind directions and speed had strong impact on the air quality in Shanghai, with higher PM10concentrations under calm and W～S winds and lower concentrations under east and southeast winds.Through the analysis of the spatial distributions of the PM10concentration by plotting the deviation of PM10concentration at each site from the averaged concentration of all sites,regular shifting of the spatial distribution of PM10in Shanghai under di ff erent seasons and di ff erent wind directions was found.Transport of pollutants between di ff erent functional zones in Shanghai under di ff erent wind directions was responsible for the spatial variation of PM10concentration in Shanghai.Obviously lower PM10concentrations were found under low barometric pressure,but no linear correlation could be found between pressure and PM10concentration.

Shanghai;PM10;spatial distribution;meteorological condition;transport of pollutants

X 513

A

1007-2861(2015)04-0481-09

10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.003

2014-04-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41173097);上海市教委科研創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(12YZ027)

馮加良(1966—),男,研究員,博士,研究方向?yàn)榇髿忸w粒物.E-mail:fengjialiang@shu.edu.cn