江西省PM2.5時序分布特征及其影響因素

（江西理工大學建筑與測繪工程學院，江西 贛州 341000）

近年來，我國經濟快速發展，伴隨而來的大氣環境問題逐漸嚴重[1]。其中，PM2.5作為環境問題的核心之一，受到國內外學者的廣泛關注[2]。目前，我國有關PM2.5的研究主要集中一線城市，而針對經濟相對落后的城市研究較少[3]。本文提出利用江西省11個地級市的60個國家空氣質量監測站從2017年1月1日至2017年12月31日的24 h自動監測數據，對PM2.5的污染情況、時空分布特征和污染氣體影響因素進行分析，旨在為江西省開展大氣污染治理提供一定的科學依據。

1 研究區域及數據

研究數據來源于生態環境部全國城市空氣質量實時發布平臺（http：//106.37.208.233：20035/），統計時間為2017年整年。本文以江西省為研究區域，境內共有60個監測站點，其中南昌設有監測站點9個，九江設有監測站點8個，景德鎮、萍鄉、新余、鷹潭、贛州、宜春和撫州各設5個，吉安和上饒各設4個。

2 研究方法

描述兩變量之間的相關關系時，通常采用Pearson相關系數[4]。其計算公式如下：

式中，n為樣本數量；x-和y-均為樣本均值。

Pearson相關系數使用條件較高，要求數據呈正態分布，且只能描述線性相關。而Spearman相關系數是對兩變量的秩次大小進行相關性分析，并不需要數據滿足正態分布，還可以描述非線性關系，計算公式如下：

式中，di=xi′-yi′代表兩個變量秩次差，x′和yi′是數據按從大到小排序之后在列表中的位置。

兩種相關系數的取值范圍都為[-1，1]，值的絕對值越大，說明兩變量相關等級越高，反之相關等級越低。

3 結果與分析

3.1 PM2.5污染水平

《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）規定，PM2.5年平均濃度二級標準限值為35 μg/m3，日平均濃度限值為75 μg/m3[5]。超標率代表全年當中PM2.5日平均濃度超過二級標準限制的天數所占比例。根據分析可知，江西省11個地級市年平均濃度范圍為37.9～51.3 μg/m3，所有城市均超過二級標準限值，其中，吉安市和宜春市年平均濃度超過50 μg/m3。而景德鎮市和鷹潭市污染較輕，年平均濃度均在40 μg/m3以下。從全年超標率上來看，景德鎮最低，僅有2.74%，九江市、吉安市和萍鄉市最高，全年有13%以上的天數超過了二級標準限值。

3.2 PM2.5季節變化

各城市不同季節的污染狀況如表1所示。其中，冬季PM2.5平均濃度最高，范圍為53.36～80.18 μg/m3，超標率范圍為11.11%～50.00%，11個城市的平均PM2.5濃度達到67.60 μg/m3，平均超標率達到29.00%，其次為秋季、春季。夏季最低，11個城市的平均PM2.5濃度僅為25.82 μg/m3，并且均無任何一天PM2.5濃度超標。冬季萍鄉污染最嚴重，PM2.5季平均濃度達到80.18 μg/m3，超標率也達到了50%，撫州、吉安、九江和新余也都超過70 μg/m3。秋季吉安污染最為嚴重，達到55.44 μg/m3，超標率達到17.58%。各個城市秋季與春季污染狀況基本較低。

表1 江西省各城市季節污染狀況

3.3 PM2.5濃度影響因素

本文在全年尺度上進行PM2.5與其他空氣污染物相關性分析。11個地級市PM2.5濃度與其他空氣污染物相關系數計算結果如表2所示，江西省大部分城市PM2.5濃度與SO2、NO2、CO和O3都呈顯著正相關，如果Pearson系數大于Spearman系數，就說明主要為線性相關，反之主要為非線性關系。總體來說，PM2.5濃度與SO2、NO2和CO有著較強的線性相關，而與O3是非線性相關。由表分析可知，江西省PM2.5濃度主要受到NO2的影響，但是部分城市如南昌和PM2.5濃度主要受到CO的影響，這說明CO逐漸成為PM2.5濃度上升的主要影響因素之一。而江西省各城市PM2.5濃度與O3的相關性都較小。

表2 江西省各城市PM2.5與其他空氣污染物相關系數

4 結論

江西省11個地級市PM2.5年均濃度均超過了國家二級標準限值，但污染水平較輕。其中，吉安和宜春污染相對較為嚴重，年均濃度超過50 μg/m3。江西省各季節PM2.5濃度由低到高依次為夏季、春季、秋季和冬季。夏季，江西省的平均PM2.5濃度僅為25.82 μg/m3，各城市超標率均為0%。冬季平均PM2.5濃度達到67.60 μg/m3，平均超標率為29%，萍鄉污染最為嚴重，濃度達到80.18 μg/m3，超標率達到50.00%。總體來看，江西省PM2.5濃度在全年尺度上與SO2、NO2、CO和O3都呈顯著正相關，與SO2、NO2和CO的相關性較強，與O3的相關性較弱。