寧德市氣候變化對空氣污染物的影響分析

趙海峰 陳驥

摘 要：通過對寧德市2014—2016年空氣質量指數（AQI）和各監測因子日濃度的變化規律，以及與寧德市氣象觀測站提供的同期氣象資料進行統計分析，初步分析出寧德市空氣質量指數的季節變化特點;統計臭氧、PM2.5、PM10作為首要污染物的主要發生時段，以及初步分析空氣質量指數與平均氣溫、月降水量之間的關系。結果表明：寧德市空氣質量指數（AQI）的季節分布非常明顯。與同期氣象資料的分析統計表明：空氣質量指數（AQI）與平均氣溫、月降水量呈現明顯的負相關關系，這表明近地面混合層的厚度和降水的沖洗都是影響空氣質量指數大小的關鍵因素。

關鍵詞：寧德 空氣污染物 空氣質量指數AQI 氣候變化 分析

一、引言

寧德市地處福建東南部，屬中亞熱帶海洋性季風氣候，冬少嚴寒，夏少酷暑;氣候濕潤，雨量充沛;夏季最長，秋季最短;氣候資源豐富、氣象災害頻繁。由于空氣濕度較大，不利于大氣污染物的水平遷移擴散;逆溫多，不利于大氣污染物的垂直分散擴散，因此，加強對寧德市空氣質量污染因子的基本特征研究，為更好地開展污染物氣象條件預報、重污染氣象條件預報預警提供依據。

二、資料與方法

資料為寧德市2014年1月1日—2016年12月31日空氣質量日數據（由寧德市環境保護中心提供）：主要包括二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化碳CO、8小時臭氧、可吸入顆粒物PM2.5、PM10以及空氣質量指數AQI、首要污染物、污染等級等數據。2014年1月1日至2016年12月31日相關氣象資料，由寧德市氣象局觀測站提供。通過統計分析上述資料，得出污染物的季節特征、年際變化趨勢等。

三、寧德市氣候變化特征分析

寧德屬中亞熱帶海洋性季風氣候，全市年平均氣溫為17.5℃、生長期327.9天、無霜期270.4天、日照時數1637.7小時、降水量2350毫米。降水集中兩個時段，即5—6月的雨季（前汛期）和7—9月的臺風季（后汛期）。年平均有3.5個臺風影響，暴雨日數年平均5.7天，大暴雨年發生概率全市平均為80.3%，特大暴雨多為臺風影響造成，其中柘榮縣出現特大暴雨的概率最大。

四、空氣質量指數（AQI）與污染因子初步分析

（一）空氣質量指數簡介及統計分類方法

《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633—2012）將空氣質量指數劃分為六個檔次，指數越大，說明污染越嚴重。

空氣質量指數（AQI）≤100，為非污染日;將AQI>100，為污染日。

（二）污染日數及首要污染物的月分布特征

縱觀寧德市2014—2016年的首要污染物情況，主要集中在PM2.5、PM10、臭氧。

全年各月平均總污染日數1月份最多;9月份前后降至最低。2014年1月份污染日數最多，為31日;2016年10月份污染日數最少，為0日。2014—2016年，寧德市年度污染日數有下降趨勢，這與近年來寧德市政府積極實施的大氣污染防治有一定的關系。

PM2.5呈現明顯的季節分布特征，1—7月份，PM2.5呈逐月下降趨勢，8—12月，呈逐月上升趨勢。1月份PM2.5污染物的日數最多，7月份左右達到最低。

3—5月份首要污染物為PM10的日數較多，其它各月都有發生的可能性，規律性、季節性不是很明顯。

寧德市臭氧主要發生在6—8月份，近三年來，臭氧出現日期提前和延后的趨勢。最早出現時間為2016年3月28日，比2014年、2015年首次出現日提前2—3個月，2016年臭氧污染日數也明顯增加。

總之：2014—2016年，寧德市區污染日數逐年下降。10月至次年3月，PM2.5出現的概率最大;4—5月、9月，PM10出現的概率最大;6—8月，臭氧出現的概率最大。從2016年全年監測情況來看：臭氧出現的日數已超過PM2.5和PM10。PM2.5和PM10作為首要污染物出現幾率越高的月份，發生臭氧污染的幾率越低，反之亦然。

（三）污染物日濃度數值的月、季、年際變化分析

PM2.5呈現較為顯著的季節特點，從冬半年到夏半年，PM2.5日濃度的月均值呈現逐月下降的態勢，7月份達到最低，夏半年到冬半年，濃度處于上升態勢。從年際變化來看，PM2.5污染呈現逐年下降的情形。

PM10呈現較為顯著的季節特點：從冬半年到夏半年，PM10日濃度的月均值呈現逐月下降的態勢，7月份達到最低，夏半年到冬半年，濃度處于上升態勢。從年際變化來看，PM10污染呈現逐年下降的情形。

綜述：PM2.5、PM10等污染因子監測濃度呈現逐年下降的趨勢，臭氧監測濃度呈現逐年上升的態勢。

五、寧德市空氣質量與相關氣象要素的初步分析

（一）污染物擴散與氣象條件的關系分析

大氣污染物的擴散與環境氣象條件密切相關。影響空氣質量的主要因子取決于污染源的多少、性質與強度、空間分布，還與氣象條件有密切的關系。即受太陽輻射強度、地面風速、總云量、低云量等影響。2014—2016年的月日照時數、月平均氣溫、月平均總云量、月降水量、月平均風速等參數與同期寧德市空氣質量指數進行相關性分析。

（二）分析方法及檢驗

取2014—2016年共計36個月空氣質量指數月平均值與月日照時數、月平均氣溫、月平均總云量、月降水量、月平均風速進行相關統計。發現空氣質量指數與月平均氣溫和月降水量高度負相關，相關系數分別達到：-0.6396、-0.5507，并通過可信度為99.9%的相關顯著性檢驗。而月日照時數、月平均總云量、月平均風速等與空氣質量的相關性不明顯。

（三）AQI與氣溫的關系

寧德市空氣質量指數與月平均氣溫呈現顯著地負相關性，說明平均氣溫的高低直接決定著近地混合層的高低，溫度越高，近地大氣混合層高度相應的越高，在同等污染物排放強度的情況下，大氣質量監測濃度值越低，反映到空氣質量指數上面就是指數越小，空氣等級越好;反之，則是指數越大，空氣等級越差。

（四）AQI月均值與月降水量的關系

寧德市空氣質量指數與月降水量呈現明顯的負相關性，說明降水的多少對空氣中污染物有明顯的沉降作用。降水次數越多、雨量越大，對空氣的沖洗作用就越明顯。

總之：寧德市雨熱同期，在高溫和雨水的雙重作用下，溫度較高、雨水較多的夏秋兩季的空氣質量指數明顯好于溫度較低、雨水較少的冬春兩季的空氣質量指數。

六、結論

（一）2014—2016年，寧德市區污染日數和年均AQI呈逐年下降。10月至次年3月，PM2.5出現的概率最大;4—5月、9月，PM10出現的概率最大;6—8月，臭氧出現的概率最大。2016年臭氧出現的日數已超過PM2.5和PM10。PM2.5和PM10作為首要污染物出現幾率越高的月份，發生臭氧污染的幾率越低，反之亦然。

（二）PM2.5、PM10等污染因子監測濃度呈現逐年下降的趨勢，臭氧監測濃度呈現逐年上升的態勢。

（三）PM2.5、PM10呈現濃度數值從冬半年到夏半年逐月降低，從夏半年到冬半年逐月升高的態勢，1月份最高，7月份最低。濃度月均值呈現下降或升高，考慮與混合層高度變化有密切關系。從冬季到夏季，氣溫升高、近地混合層高度逐月升高，在排放源排放污染物變化不大時，有利于污染物的稀釋，濃度降低;從夏季到冬季，氣溫下降、近地混合層高度逐月下降，有利于污染物集中分布，濃度升高。這也正是冬季的污染日數多、污染物濃度高、污染等級高、空氣質量差的原因。

（四）臭氧污染濃度監測值與PM2.5、PM10呈反相關，1月份最低，逐月升高，6—8月維持在最高水平，然后逐月下降。臭氧非直接排放污染物，近地面臭氧濃度達到最高，說明導致臭氧濃度的關鍵因子與紫外線照射的強弱有關。

（五）寧德市空氣質量指數與月平均氣溫呈現顯著地負相關性，說明平均氣溫的高低直接決定著近地混合層的高低，溫度越高，近地大氣混合層高度相應的越高，在同等污染物排放強度的情況下，大氣質量監測濃度值越低，反映到空氣質量指數上面就是指數越小，空氣等級越好;反之，則是指數越大，空氣等級越差。

（六）寧德市空氣質量指數與月降水量呈現明顯的負相關性，說明降水的多少對空氣中污染物有明顯的沉降作用。降水次數越多、雨量越大，對空氣的沖洗作用就越明顯。

參考文獻

[1]陳嘉曄，李仕平，游泳，等.深圳市PM2.5濃度變化及污染輸送特征分析[J].綠色科技，2017：38.

[2]馬彬.深圳市幾種空氣污染物濃度日變化特征分析[J].中國環境監測，2004，20（5）：127—128.

[3]王艷琴.環境保護部發布HJ633—2012《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》[J].中國標準導報，2012（4）：49—49.