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。