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华北地区颗粒物区域性污染日趋严重,增加了城市颗粒物污染控制的难度。准确的定义颗粒物区域性污染含义、分析颗粒物区域性污染特征对于有效改善城市环境质量具有重要意义。为了研究PM10的区域性污染特征,论文利用华北地区北京、天津、保定、石家庄、唐山、秦皇岛、太原和济南等八个城市的62个监测站点2011年11月份的PM10小时浓度时间序列,结合主相关型分析、EOF(经验正交函数)分解、灰色关联度分析方法,详细地分析了华北地区秋冬季节的PM10区域性污染特征,主要结论如下:
1)城市内不同站点的PM10浓度密切相关,总体呈同步变化趋势,各站点均能较好的代表城市PM10浓度的变化趋势,因此可适当削减浓度水平相当的站点;论文建立了主相关型分析和EOF分解相结合的方法,以提取能代表城市整体污染水平和总体变化趋势的PM10时间序列,结果表明,通过此方法提取的城市PM10浓度总体变化趋势,且已较好的过滤了局地污染源排放、局地气象条件(如风速、风向)的次要扰动和随机噪声等因素的影响。
2)华北地区八个城市的PM10浓度呈一定的过程性、周期性和同步性变化特征,2011年11月,共经历6次污染过程,6次污染过程间持续时间、污染影响范围和PMlO浓度的变化趋势均存在一定差异,持续时间多为3-7天,呈区域性污染特征的城市数量为2-8个,PM10浓度主要呈两种变化趋势,论文并据此将污染过程分为两种类型:1)PM10较长时间稳定在高浓度水平,即持续重污染过程;2)PM10浓度呈“稳定持续上升一快速下降”的变化趋势,累积污染两种污染过程。
3)区域性污染是一个相对的概念,其存在需要人为的定义其存在条件。区域性污染不是永恒不变的,可能在特定时间段内在特定范围内发生,随时间变化区域性污染范围及其程度均会有所变化,可理解为在一次污染过程中(3-7天),一定范围内的多个城市污染物浓度总体上呈同步累积变化的现象。因此,区域性污染发生需满足两个条件:1)在一次污染过程中,污染物浓度有累积效应;2)在同一次污染过程中,多个城市的污染物浓度呈同步变化趋势。
4)区域污染发生时,城市污染物浓度变化同时受区域污染和局地污染双重影响,城市污染物浓度变化总体上和区域污染物同步变化信号一致,其一致程度可以在一定程度上反映城市污染物局地变化受区域污染的影响程度。区域性污染影响范围和影响程度不是稳定不变的。EOF分解结果表明:不同的污染过程中PM10浓度呈同步变化趋势的城市不同;同一次污染过程中,随着污染的发展,区域性污染范围也不断变化,PM10浓度积累速度也不尽相同。灰色关联度分析表明:不同的污染过程,区域污染程度不同,同一次区域污染中,区域污染对不同城市影响程度不同。