典型區域城市PM2.5與PM10比值相關性研究

張 青，饒 燦

(1.重慶市綦江區環境監測站，重慶 401420；2.綦江中學，重慶 401420)

1 引言

可吸入顆粒物(指空氣動力學直徑小于10 μm的顆粒物)，表示為PM10，是目前全國大氣中的一種重要污染物；PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5 μm的顆粒物，也稱為細顆粒物，目前已經成為大氣首要污染物。其直徑還不到人的頭發絲粗細的1/20。與較粗的大氣顆粒物相比，由于PM2.5粒徑小，在大氣中更難沉降，能夠長期漂浮于空氣中，更容易長距離輸送，影響范圍廣。PM2.5消光效應強，對城市大氣光學性質的影響可達99%，是形成灰霾現象的主要物質，其對空氣質量和能見度等有重要的影響。且PM2.5比表面積更大，吸光性更強，更有利于二氧化硫、氮氧化物、苯系物、烴類在大氣中通過非均相( 在顆粒物表面上) 發生催化、氧化還原、轉化成二次污染物，形成復雜的大氣復合污染，同時更容易吸附重金屬、有機物等有害組分，危害更大。因而與PM10相比，在同等濃度下對人體健康和大氣環境質量的影響更大[1，2]。

不同的季節，不同的年齡組中，大氣PM2.5對死亡影響值普遍高于大氣PM10，反映PM2.5對人群健康潛在危害更大。PM2.5粒徑作為PM10的一部分，它在0～10 μm粒徑分布中占有的比率及與PM10濃度變化的相關性的分析有著極其重要的作用[3，4]。因此弄清PM2.5和PM10的比值關系可以為下一步污染源解析和污染防治提供參考，本文通過2016年重點區域環境空氣質量自動監測數據，解析了京津冀、長三角、珠三角三個重點區域PM2.5與PM10比相關性。

2 京津冀區域PM2.5與PM10比值關系研究

京津冀區域以北京市、天津市、石家莊市為代表，2016年PM2.5與PM10比值系數分別為0.841、0.716、0.721，其相關系數R2的值分別為0.832、0.798、0.959，見表1。從PM2.5與PM10比值系數來看，北京市顆粒物污染PM2.5占比較高，達80%以上，細顆粒物為主要污染物。從相關系數來看，石家莊市相關性較好，PM2.5與PM10比值幾乎成線性關系，可見石家莊市顆粒物污染相對穩定。天津市PM2.5與PM10比值相關性最差，主要是由于天津為海濱城市，受濕度影響，其PM2.5與PM10比值關系變化較大。

表1 京津冀區域PM2.5與PM10比值關系

3 長三角PM2.5與PM10比值相關性分析

長三角區域上海市、南京市、杭州市PM2.5與PM10比值系數分別為0.796、0.585、0.616，其相關系數R2的值分別為0.793、0.838、0.946，見表2。

從PM2.5與PM10比值系數來看，上海市顆粒物污染PM2.5占比較高，細顆粒物為主要污染。南京市PM2.5與PM10比值系數擬合值最小，為0.586，可見南京市PM10污染物中2.5～10 μm之間顆粒物污染占比40%。

從相關系數來看，河北省石家莊市相關性較好，可見杭州市顆粒物污染相對穩定，PM2.5與PM10比值幾乎成線性關系，上海市PM2.5與PM10比值相關性最差，主要是由于上海為沿海城市，受濕度影響，其PM2.5與PM10比值關系變化較大。

表2 長三角區域PM2.5與PM10比值關系

4 珠三角區域內PM2.5與PM10比值相關性分析

珠三角區域以廣州市、深圳、珠海市為代表，從表3來看，PM2.5與PM10比值系數為0.664、0.639、0.615，其相關系數R2的值分別為0.937、0.928、0.947，PM2.5占比在65%左右。相關系數R2的值在0.9以上，PM2.5與PM10比值相關性較好，幾乎成線性關系，可見珠三角城市作為海濱城市，其污染物趨勢穩定。

表3 三角區域PM2.5與PM10比值關系

5 區域間PM2.5與PM10比值相關性分析

PM2.5與PM10比值隨著區域性不同，其比值關系也不同，從各區域代表城市來看，京津冀地區PM2.5占PM10比重最大，特別是北京市，主要顆粒物污染為PM2.5污染，其次是上海市。可見，主要發達城市顆粒物主要污染為細顆粒物污染，占比均在60%以上。珠三角區域PM2.5與PM10比值相關系數均在0.9以上，污染物成分穩定，主要幾十年經濟發展，工業和生活污染處于平穩期。

6 PM2.5與PM10比值影響因素

PM2.5與PM10比值主要受環境溫度、相對濕度影響較大，與風速呈不明顯的相關性。在一定的溫度下，PM2.5占PM10比值與溫度呈反比，在相對濕度80%以上，PM2.5占PM10比值與相對濕度成反比，在相對濕度80%以下，PM2.5占PM10比值與相對濕度成正比，海濱城市PM2.5占PM10顆粒物污染比例受濕度影響較大。

7 結語

不同區域PM2.5與PM10比值不同，一般而言，特發達城市PM2.5為主要污染物，珠三角地區經幾十年經濟快速發展，污染物成分已經相對穩定，PM2.5與PM10比值還受環境溫度、相對濕度影響。