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        霧霾組成成分的特征研究

        2021-08-23 07:40:28毛敏田琳琳
        魅力中國 2021年24期
        關(guān)鍵詞:霧霾顆粒物研究

        毛敏 田琳琳

        (1.重慶工程學(xué)院軟件學(xué)院,重慶 400056;2.重慶電信職業(yè)學(xué)院,重慶 400900)

        隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程速度的加快,向大氣排放的各種污染物日益增多,使得空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化,從而導(dǎo)致霧霾天氣愈演愈烈。霧霾天氣己經(jīng)成為我國許多城市面臨的主要大氣污染問題[1]。因此,研究霧霾的組成成分及其與空氣質(zhì)量之間的關(guān)系具有重要的理論和實際意義。

        近年來,霧霾現(xiàn)象呈現(xiàn)頻率增多且程度加重的趨勢,對人們的生活造成了不可忽視的影響,已成為我國大氣污染防控的重點對象[2]?;诖?,蒙嘉璐等研究了霧霾對交通安全的影響及其相關(guān)性[3];韓貴甫分析了霧霾天氣的形參原因及其負(fù)面影響[4];毛敏等以上海為例研究了夏季霧霾的影響因素[5]。目前,國內(nèi)外對霧霾空間分布特征及其治理問題的研究已較為完善,而較為全面地對霧霾的組成成分及其與空氣質(zhì)量之間的關(guān)系研究尚少,且很少人針對四季的霧霾進(jìn)行研究。

        本文基于2020 年西安地區(qū)地面監(jiān)測站的污染物數(shù)據(jù),分析了全年和各季節(jié)中霧霾主要污染物的成分含量及其變化趨勢,結(jié)合空氣質(zhì)量數(shù)據(jù),研究了各季節(jié)污染物與空氣質(zhì)量指數(shù)的變化趨勢及其相關(guān)性。

        一、霧霾的成因

        霧霾是指大量極細(xì)微的干塵粒等浮游在空中,使水平能見度小于10km的空氣普遍混油現(xiàn)象,其包括大量人為排放的顆粒物以及氣體與顆粒物互相轉(zhuǎn)化形成的污染物,這些污染物日益增多,逐漸富集便形成了霧霾[2]。霧霾天氣是指相對濕度小于百分之九十,能見度小于10 千米的大氣污染狀況。霧霾天氣同樣會導(dǎo)致能見度降低,會對人們的出行造成巨大的困擾,甚至危害生命健康。霧霾污染的原因主要有以下幾點:1.空氣濕度較大的地區(qū),且灰塵多,人和車的出行會導(dǎo)致灰塵的劇烈運動而形成霧霾;2.風(fēng)力較小的地區(qū),灰塵和水汽漂浮在空中無法擴散;3.汽車數(shù)量的增加,汽車尾氣的排放量增大;4.工業(yè)廢氣的排放;5.冬季燃燒取暖等。

        二、霧霾的主要組成成分分析

        霧霾的組成成分較為復(fù)雜,包括許多人為排放的污染固態(tài)物質(zhì)以及污染性氣體與大氣中懸浮的互相轉(zhuǎn)化形成污染性粒子。本文選取了2020 年西安地區(qū)地面監(jiān)測站的污染物數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采樣間隔均為每天給出一個平均值,分析了全年中霧霾主要的污染物成分含量及其變化趨勢(如圖1 所示),從中提取出1、4、7 和10 月的污染物成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析,研究了各季節(jié)每種污染物含量的變化特征(如圖2~圖5 所示)。

        從圖1 中可以看出,西安地區(qū)大氣中各種污染物含量基本呈現(xiàn)相似的走勢。

        從圖2 中可以看出:①冬季各污染物的含量最高。②春季和秋季的污染物含量次之且變化較為一致。③夏季的污染物含量最少,但是O3濃度為全年中最高。④顆粒物PM2.5/PM10質(zhì)量濃度明顯高于其他各類污染物的含量。

        三、主要污染物與AQI 的相關(guān)性分析

        AQI 是反映和評價空氣質(zhì)量狀況的新指標(biāo),為了了解到幾種主要污染物對空氣污染的影響程度,分析了全年中幾種主要的污染物與AQI 的變化趨勢及相關(guān)性,如圖6~圖11 所示。

        表1 AQI 與主要污染物的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計

        總結(jié):霧霾污染問題已對人們的生活造成了不可忽視的影響,而且霧霾的組成成分較為復(fù)雜。探索霧霾的主要組成成分與AQI 之間的變化規(guī)律對進(jìn)一步研究霧霾及其防治具有重要的參考作用。本文利用西安站的地面觀測數(shù)據(jù),探索了霧霾的主要成分和AQI 的變化關(guān)系,在日值數(shù)據(jù)的比較中,研究結(jié)果表明:PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO 濃度與AQI 呈強正相關(guān)關(guān)系,與O3呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。然而,霧霾的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果,僅僅探索霧霾的主要污染物對空氣質(zhì)量的影響是不夠充分的,這些問題仍有待深入研究和探索。

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