褚廣強(qiáng)，陳　佳

華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

寧夏2015年主要城市空氣質(zhì)量變化特征

褚廣強(qiáng)，陳佳

華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

寧夏2015年主要城市空氣質(zhì)量狀況整體表現(xiàn)良好，局部地區(qū)如石嘴山市全年污染天數(shù)較多。污染狀況較嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在寧夏北部，呈現(xiàn)輻射狀向外擴(kuò)散逐漸變好的格局，空氣質(zhì)量水平隨著季節(jié)變化整體表現(xiàn)特征為，夏季優(yōu)于春季，秋季優(yōu)于冬季。通過減少無關(guān)變量，發(fā)現(xiàn)石嘴山市大氣污染物PM2.5與O3、PM10與O3之間有很好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.860和0.912。

AQI；污染狀況；空氣質(zhì)量；寧夏

1　前言

目前，國內(nèi)已經(jīng)有許多針對細(xì)顆粒物PM2.5、可吸入顆粒物PM10、SO2、NO、CO、O3等大氣污染物的濃度變化特征及影響因素的研究。但這些研究大多面向某一種污染物或某一季節(jié)的污染情況，很少有針對多種污染物的全年濃度特征以及空氣污染指數(shù)變化的研究。另外，研究區(qū)域偏發(fā)達(dá)城市和地區(qū)，鮮有對像固原這樣中小型發(fā)展中城市大氣污染物及空氣質(zhì)量的相關(guān)研究。本文旨在研究寧夏主要城市空氣質(zhì)量變化特征及影響因素，通過分析當(dāng)?shù)丨h(huán)保總站每小時監(jiān)測數(shù)據(jù)，以PM2.5、PM10、SO2、NO、CO、O3等六種空氣污染物為主要研究因素，分析其濃度隨時間的變化規(guī)律，選擇銀川、吳忠、石嘴山、中衛(wèi)、固原5個地級市（以下簡稱“地市”）作為研究對象具有典型性和代表性。并進(jìn)行污染源解析，為寧夏制定相應(yīng)的大氣污染物控制策略與防治方案提供科學(xué)依據(jù)。

2　區(qū)域特征及數(shù)據(jù)

2.1研究區(qū)域特征

寧夏回族自治區(qū)地處西北內(nèi)陸高原，位于北緯35°14～39°23，東經(jīng)104°17～107°39之間。屬典型大陸性半濕潤半干旱的氣候類型，具有氣候干燥，冬、寒季長，夏、暑季短，降雨雪量稀少，風(fēng)沙大，南寒北暖等特點(diǎn)，且雨季大多集中在6—9月。

2.2數(shù)據(jù)來源及處理

數(shù)據(jù)資料來自當(dāng)?shù)丨h(huán)?？傉緦?shí)時監(jiān)測分析平臺，包括2015年銀川、吳忠、石嘴山、中衛(wèi)、固原地區(qū)PM2.5、PM10、SO2、NO、CO、O3濃度日平均值，O3日最大8h平均值，空氣污染指數(shù)（AQI），對各組變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，因此利用相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)來判定變量之間的相關(guān)性。

3　結(jié)果與討論

3.1全年空氣質(zhì)量水平

3.1.1空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）月度變化

2015年全年5地市的平均空氣質(zhì)量指數(shù)為88.23，AQI呈現(xiàn)下降趨勢，空氣質(zhì)量情況良好。

從月度指數(shù)的季節(jié)分布來看，空氣質(zhì)量水平隨季節(jié)變化整體表現(xiàn)特征為，夏季優(yōu)于春季，秋季優(yōu)于冬季。冬、春季由于降水較少、燃煤污染物總量增加等原因，使得空氣污染指數(shù)偏高，空氣質(zhì)量水平較差。

從月度指數(shù)的空間分布來看，AQI水平較高的區(qū)域主要分布于寧夏北部，從經(jīng)濟(jì)與人口角度分析，寧夏人口主要集中在銀川、固原、吳忠和中衛(wèi)等地。銀川經(jīng)濟(jì)實(shí)力明顯強(qiáng)于其他地市。石嘴山、吳忠、中衛(wèi)與固原經(jīng)濟(jì)狀況呈梯次減少趨勢。其中固原交通不便，工業(yè)較不發(fā)達(dá)，使得經(jīng)濟(jì)水平在5地市中最低，人口也相對最少，因此AQI較其他地市相比最低。

3.1.2達(dá)標(biāo)天數(shù)比例

2015年，銀川、吳忠、石嘴山、中衛(wèi)、固原5地市達(dá)標(biāo)天數(shù)（優(yōu)良天數(shù)）分別是284、248、269、313和267天，以固原優(yōu)良天數(shù)居多，達(dá)標(biāo)比例分別為77.8%、67.9%、73.7%、85.8%和73.2%，以石嘴山污染天數(shù)居多。污染情況較嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在寧夏北部，呈現(xiàn)輻射狀向外擴(kuò)散逐漸變好的格局。以首府銀川為例，2015年全年重度及以上污染主要出現(xiàn)在11月至3月，累計(jì)天數(shù)為9天，1月份前期重污染過程則連續(xù)持續(xù)了3天，周圍幾天伴隨輕、中度污染。

3.2石嘴山大氣污染物相關(guān)性分析

選取污染情況最為嚴(yán)重的石嘴山地區(qū)大氣污染物質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，首先對6種大氣污染物進(jìn)行回歸分析，由系數(shù)表可知，除SO2、NO2、CO外，其他變量都大于顯著性水平，這些變量保留在方程中是錯誤的。因此排除對AQI結(jié)果影響較小的變量，研究O3、PM2.5、PM10與AQI變量之間的關(guān)系，在控制AQI的線性影響的條件下分析O3、PM2.5、PM10兩兩變量之間的線性相關(guān)性，同樣凈相關(guān)分析檢驗(yàn)的原假設(shè)“兩總體的偏相關(guān)系數(shù)與零無顯著性差異”，偏相關(guān)系數(shù)是0.912，大于相關(guān)系數(shù)0.890，說明變量之間有線性關(guān)系。得到PM2.5與O3、PM10與O3之間有很好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.860和0.912。

4　結(jié)論

4.1寧夏5地市2015年全年平均空氣質(zhì)量指數(shù)為88.23，整體狀況良好，空氣污染水平較高的區(qū)域主要分布于寧夏北部，南部如固原由于遠(yuǎn)離貿(mào)易交流頻繁區(qū)，因此空氣質(zhì)量水平較其他地市相比要好的多。

4.2從季節(jié)分布與達(dá)標(biāo)天數(shù)比例來看，研究區(qū)域空氣質(zhì)量水平夏季優(yōu)于春季，秋季優(yōu)于冬季；全年達(dá)標(biāo)比例分別為77.8%、67.9%、73.7%、85.8%和73.2%，以石嘴山污染天數(shù)居多。

4.3可吸入顆粒物PM2.5、PM10與O3之間相關(guān)關(guān)系顯著。結(jié)合數(shù)據(jù)分析污染物源特征，發(fā)現(xiàn)冬、春季，由于降水較少、天氣變化趨于平穩(wěn)、燃煤污染物總量增加等原因，使得空氣污染指數(shù)偏高，空氣質(zhì)量水平較差。

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