PM2.5與空氣相對濕度間關系淺析

徐杰+匡漢祎+王國強+陳明+陸琳

摘 要：通過對常州市2015—2016年PM2.5連續觀測發現，PM2.5濃度的變化與空氣含水量密切相關，運用比較法，簡單說明常州市PM2.5與空氣相對濕度間的變化關系，這為降低空氣PM2.5的含量提供思路，為相關研究提供技術支持。

關鍵詞：PM2.5；空氣；相對濕度

中圖分類號：Q938.1+2 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170532072

引言

霧霾天氣大多數情況下就是由PM2.5造成的。雖然PM2.5在大氣中的含量極少，但是，由于質量小，攜帶病毒及有害物質時間長、傳輸渠道多樣、移動距離較遠、對人體造成的危害較大，PM2.5來源有：燃煤、燃氣、燃油排放物、交通工具尾氣、武器投放等。常州位于上海與南京城市群中心區域，地處長三角經濟發達帶，域內工業制造業發達，企業園區林立，形成長三角霧霾高發區，引起人民群眾高度關注，研究其與氣象因子-空氣相對濕度間的關系，對改善空氣質量，城市規劃有必要的理論支持。

1 研究方法

本文參照GB3095-2012《環境空氣質量標準》，對常州市2015—2016年PM2.5的現狀進行統計分析（見表1）。并以同時期空氣相對濕度數據為參照，找出二者相關間的關聯。

2 PM2.5統計

如圖1是常州市2015—2016年PM2.5及相對濕度月平均值的統計，統計的各月中，年平均值為64.9ug/m3，以冬季12月的101.1ug/m3為峰值，其次為春季的3月91.6 ug/m3，最低值出現在夏季的8月，為36.3ug/m3，次低值為秋季的9月，為41.7ug/m3。

根據統計，見圖2，日均值在35 ug/m3及以下，空氣質量指數為1級的天數總計182d，占比24.9%；日均值在36～75 ug/m3為309d，也就是空氣質量指數為2級的天數占比為42.3%；而日均值為76～115 ug/m3為156d，空氣質量指數為3級的天數占比21.3%；統計的2a中日均值為116～150ug/m3為65d，說明常州市近2a空氣中度污染的天數有有65d，占比8.9%，而日均值151～250ug/m3為19d，也就是空氣質量指數5級占統計日數的2.6%。統計的2a間，空氣質量優良的年均天數為245.5d，年占比67.2%，污染年均總天數為120d，年占比32.8%，這警示著常州市空氣質量的提升仍有較大空間。

3 PM2.5與相對濕度關系分析

圖1可明顯看出，相對濕度值與PM2.5值之間呈顯著反相關，當逐月平均相對濕度屬上升趨勢時，PM2.5月平均值卻屬下降趨勢，當逐月平均相對濕度屬下降趨勢時，PM2.5月平均值亦相反上升，夏季是常州市一年中相對濕度最高的季度，相反此時相對應的PM2.5值卻是一年中最低的月份，到冬季時是常州市一年中相對濕度最低的季度，相反也是PM2.5值最高的季度。

圖3 空氣質量指數與日平均相對濕度玫瑰圖

在統計的空氣質量指數為1級的天數里，如圖3，日平均濕度為區域主要集中在80%～100%之間，占比58.2%，其中有68d日平均濕度為90%以上，占比37.4%；而空氣質量指數為2級的309d中，日平均濕度區域主要集中在70%～89%之間的天數有170d，占比55.1%，其中日平均濕度80%～89%的有86d，占比27.8%，其次是日平均濕度70%～79%的有84d，占比27.2%；統計的輕度污染共156d，日平均濕度區域主要集中在60%～79%之間的天數有80d，占比50.3%，其中主要日平均相對濕度區域在70%～79%間，共45d，占比28.8%；中度污染的65d里，日平均濕度在70%～79%之間共29d，占比達44.6%；重度污染的19d中，有12d日平均濕度在70%～79%之間，占比為63.2%。

從圖3中可以看以一個趨勢，當空氣相對濕度較大時，PM2.5值相對較小，而空氣相對濕度相對較小時，PM2.5值卻相反偏大，這是因為當空氣相對濕度偏大時，空氣中水汽含量增大，PM2.5固體顆粒物周圍被水份包裹，由于水份增加導致PM2.5顆粒物密度變小，濃度變低，造成PM2.5值減小。同時由于PM2.5顆粒物周圍被水份包裹，質量加重，重力增大造成一定程度沉降，從而減小PM2.5濃度，這也是人工干預PM顆粒物濃度的物理基礎。

4 結論

統計的近2a PM2.5年平均值為64.9 ug/m3，以12月為峰值，其次為3月，最低值出現在8月，次低值為9月。根據統計，空氣質量指數為1～5級的天數分別為182d、309d、156d、65d、19d。

根據分析，相對濕度值與PM2.5值之間呈顯著反相關，這說明空氣濕度越大，PM2.5濃度相對越低，空氣濕度越小，PM2.5濃度相對越高。在統計的空氣質量指數為1～2級的天數里，日平均濕度為區域主要分別集中在80%～100%、70%～89%；空氣質量指數為3～5級的天數里日平均濕度區域主要集中在60%～79%之間。

參考文獻

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