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随着我国工业化和城市化进程的加快以及能源的大量消耗,环境空气污染问题日趋严重,严重影响了生态环境、人体健康乃至社会经济发展,并成为政府和公众备受关注和亟待解决的环境问题。嘉峪关市、金昌市和兰州市地处中国西北地区,是古丝绸之路上的关键城市和必经门户,在促进东西方文化、经济和贸易交流方面发挥着至关重要的作用。为此,本文选取2014-2017年嘉峪关市、金昌市和兰州市的六种常规大气污染物(PM10、PM2.5、NO2、SO2、O3、CO)作为空气质量评价指标,在明确并剖析各污染物在不同时间尺度的污染特征基础上,利用模糊综合评价法构建空气质量评价模型,对空气质量现状进行分析和评价。此外,三城市作为东亚沙尘暴必经之地,尤其在春季,西北地区的沙尘事件易频发,当地及周边地区的PM10浓度显著增加,因此PM10常常成为当地的首要污染物。鉴于此,本文利用混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型(HYSPLIT)、轨迹聚类分析(TCA)识别影响三个城市PM10的主要输送路径,利用潜在源贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)识别潜在沙尘源区,并用轨迹扇区分析(TSA)量化区域传输贡献。2014-2017年期间兰州市的颗粒物污染较河西两城市(嘉峪关市和金昌市)更严重,其PM2.5的污染天数(242天)是河西两市的3-5倍,PM10的超标天数(330天)也明显高于嘉峪关市(225天)和金昌市(212天)。三个城市颗粒物浓度基本上均呈春、冬季高,夏、秋季低的特点。由于受沙尘事件的影响,嘉峪关市、金昌市和兰州市的PM10日均浓度变化波动强烈和振幅较大,变化范围依次为16-2280μg/m3、10-1789μg/m3和23-1398μg/m3。就年际变化而言,嘉峪关市和金昌市的颗粒物年均浓度整体上低于兰州市且呈现出下降趋势,而兰州市的上升或下降趋势并不明显。2014-2017年期间三个城市的SO2、NO2和CO浓度在冬季最高,夏季最低,而O3相反。嘉峪关市、金昌市和兰州市的CO污染较轻,超标天数分别仅有0、3和5天。三个城市每年的SO2年均浓度均未超标,且呈持续下降趋势。相比之下,金昌市的SO2污染最严重,其超标天数达28天,而其他两城市均无污染天数。嘉峪关市和金昌市的NO2年均浓度均未超标且持续下降,而兰州市则呈持续上升趋势,且每年均超过标准,明显高于嘉峪关市和金昌市。另外,金昌市的SO2和兰州市的NO2分别在1月份和12月份污染最为严重,是需要加以严格管控的月份。每年嘉峪关市的O3年均浓度都最高,金昌市次之,兰州市最低,但兰州市O3年均值有持续上升趋势,而河西两市并无加重迹象。三个城市空气质量总体较好,处于评价等级中的II级(良)及以上。相比之下,兰州市空气质量较差,具体表现为冬季最差,其次为春季。嘉峪关市和金昌市的空气质量在春季最差,其次为夏季(嘉峪关市)和冬季(金昌市),但总体上处于I级(优)水平。嘉峪关市和金昌市主要污染物依次为PM10、O3、PM2.5,而SO2对金昌市的影响也不容小觑;兰州市主要空气污染物依次为PM10、PM2.5,O3和NO2污染程度不相上下,其他污染物对三城市污染较轻。西北路径(主要影响金昌市和兰州市)、西方路径(主要影响嘉峪关市和兰州市)、北方路径(主要影响嘉峪关市和金昌市)是春季PM10的主要输送通道。它们对应的潜在沙尘源区分别为西北源区(河西地区和北疆,包括吐鲁番盆地和古尔班通古特沙漠)、西方源区(库姆塔格沙漠、柴达木盆地)和北方源区(蒙古中西部和内蒙古西部的戈壁和沙漠,包括巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠)。此外,藏北高原也是影响嘉峪关市PM10的一个重要源区。不同方向的区域传输浓度及贡献率不同。由西部的嘉峪关市到中部的金昌市再到东部的兰州市,春季平均传输总浓度(总贡献率)依次减少,分别为46.88μg/m3(29.83%)、40.36μg/m3(27.06%)和25.65μg/m3(17.26%)。这符合在地理位置上与沙尘源的距离效应,主要归因于远距离沙尘源的传输,其余的PM10则来源于本地或附近区域排放。