2016-2019年沧州市空气质量特征与潜在源区研究

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近年来,沧州市经济发展较快,工业生产过程中环境污染问题频发,空气质量受到一定的影响。沧州市是京津冀及周边地区大气污染传输通道“2+26”城市之一,探究沧州市空气质量特征与污染物潜在源区,有助于沧州市做出科学的大气污染治理措施,对改善京津冀及周边地区的大气环境具有重要意义。本文研究区域为沧州市各县(市、区),研究时间段为2016—2019年,分析了沧州市空气质量指数(AQI)、6项常规大气污染物(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3-8h)的时空变化特征,运用相关性分析方法研究了空气质量影响因素,以及利用后向轨迹、潜在源贡献分析、浓度权重轨迹方法探讨了PM2.5和O3的潜在源区。具体研究成果如下:(1)2016—2018年沧州市优良率上升、污染率下降,而2019年沧州市优良率稍有下降;沧州市首要污染物主要是PM2.5和O3。PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO年均浓度均有不同程度的下降,其中SO2下降幅度最大,其次是CO和PM2.5;而O3-8h年均浓度呈波动上升趋势。除了O3-8h的季节变化特征为夏季高、冬季低,其它污染物季节变化特征均为冬季高,夏季低;不同污染物出现高浓度和高超标率的月份也有所差异。(2)研究期间沧州市AQI变化特征为西部高、东部低,AQI空间差异性显著。PM10、PM2.5年均浓度空间分布均为自西向东递减,西部和东部差异逐年减小;西南部和北部SO2年均浓度值较高;北部和东北部区县NO2年均浓度值较高,高值区域有扩大趋势;CO高值区域主要分布在西部县区以及东光县、孟村县,而且西部县区CO年均浓度值逐年降低;南部和东部区县O3-8h年均浓度值较高,O3-8h年均浓度中有明显上升趋势。(3)PM2.5、O3-8h与各县(市、区)四季的气象要素之间的相关性有所不同。沧州市PM2.5容易发生污染的气象条件分别为0℃<气温(T)≤5℃、相对湿度(RH)>90%、南(S)、南西南(SSW)、西南(SW)方向、风速(WS)≤1m/s、日照时数(SSD)为0h;O3-8h容易发生污染的气象条件分别为气温(T)>30℃、60%<相对湿度(RH)≤70%、东南(SE)、南(S)、南西南(SSW)方向、3<风速(WS)≤4m/s、12<日照时数(SSD)≤14h。所选取的社会经济指标均与AQI呈正相关关系,其中生活烟尘排放量、生活二氧化硫排放量、规模以上工业企业数与AQI的相关系数较高,说明这些社会经济指标对沧州市空气质量具有显著影响。(4)2016—2019年沧州市春季、秋季、冬季以偏北方向的长距离气团输送为主,夏季以偏南方向的气团输送为主。不同季节、不同方向气流轨迹所对应的污染物浓度不同,季节差异明显,其中冬季各轨迹所对应的6项污染物浓度要比其它季节高。PM2.5冬季潜在污染源分布范围最大,高值区域分布在河北南部、河南中东部、山东中西部、安徽东北部。夏季是沧州市O3潜在污染最严重的季节,高值区域分布在河北省、河南中东部、山东中西部、安徽东北部、渤海和黄海海域。
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