刘朝利

(重庆市江津区生态环境监测站，重庆 402260)

1 引言

随着工业的快速发展、再加上近年来交通运输业的迅速发展，大气污染由传统的煤烟型污染转为煤烟与机动车尾气复合型污染，扬尘问题日益严重，并且频繁发生以二次生成物为主因的重污染过程。江津区城区首要污染物就包括可吸入颗粒物和细颗粒物。

颗粒物不但影响城市的能见度，而且影响人类交通和出行，对人类个体的生命健康也会造成严重影响[1]，特别是细颗粒物，它可以聚集大量有害重金属、酸性氧化物、有害有机物、细菌、病毒等。人体吸入颗粒物后，往往出现咽炎、咳嗽等不良反应，甚至发展成肺炎，引发心血管疾病[2～6]。

江津区位于重庆市的西南部，地处北纬28°28′～29°28′，东经105°49′～106°38′之间，东西宽80 km，南北长100 km，位于长江上游，三峡库区尾端，地形为丘陵+河谷类型，位于成渝城市群的中部地带，受区域传输和本地排放双重影响，目前拥有四大工业园区，分别是德感工业园、双福工业园、白沙工业园、珞璜工业园，工业比较发达，是典型居民区与工业区结合的城市，区域内生活源、交通源、工业源排放密集。

2 数据来源

江津区空气质量自动监测点位分别设置在四牌坊小学、江津一中和行政中心，设备为先河XHPM2000E。四牌坊小学测点位于东经106°16′28″，北纬29°16′37″；江津一中测点位于东经106°15′24″，北纬29°16′58″；行政中心测点位于东经106°16′24″，北纬29°19′23″，测点位置都属于文化交通居住混杂区。自动监测数据来源于重庆市生态环境局官方网站重庆市空气质量发布系统，选取2020年自动站的监测数据，所有数据采用Excel进行统计、分析、绘图。

3 结果分析

3.1 2020年PM10、PM2.5总体情况

基于各监测点位对PM10和PM2.5监测数据，计算得出江津区PM10、PM2.5的年均浓度、日均最高浓度以及质量浓度高于环境空气质量标准(GB 3095-2012)对应的二级标准限值(PM10：150 μg/m3、PM2.5：75 μg/m3)的天数，详见表1。根据统计显示，江津区受PM10、PM2.5污染形势不容乐观，特别是PM2.5。

表1 PM10和PM2.5浓度及超标情况

3.2 2020年PM10、PM2.5月均浓度变化趋势

图1为2020年江津区PM10、PM2.5月均浓度变化趋势图，由图可看出PM10、PM2.5月均浓度呈“U”型变化,1～4月逐渐降低，4～5月变化平缓，5～7月逐渐降低，7月降至低谷，7～10月逐渐升高，10～12月快速升高，12月达到峰值。从季节性来看，其浓度有呈季节性变化的趋势，冬季高，夏低，春秋季接近。

图1 PM10、PM2.5月均浓度变化趋势

PM10、PM2.5浓度变化与江津区的产业结构，气候特点息息相关。①江津区属于亚热带季风气候，夏季日照充足，风速大,光照强度大，温度高，垂直方向产生的空气对流剧烈，逆温层的生成持续时间短,有利于污染物的扩散[7～9]，冬季则呈现相反的变化规律；②对比分析图1中全年城区的降雨变化趋势，夏季降雨量大，冬季降雨量少，呈W型变化，降雨量与颗粒物浓度呈显著负相关。研究表明：单次降水总量越大对颗粒物的清除率越高，当单次降水总量大于1.5 mm时,清除率提升最明显[10～12]；③夏季植被覆盖率高，对PM10、PM2.5浓度的降低起到一定的促进作用[13]。8月份降雨量小，颗粒物浓度低，这与颗粒物的来源密切相关，8月份正值酷暑季节，建筑施工等活动减少，部分企业停工停产，同时群众的社会活动减少；也与江津区使用的全液压多功能抑尘车有关，抑尘车喷出的水雾可以起到降尘的作用。

3.3 2020年PM10、PM2.5时均浓度变化趋势

图2为2020年江津区PM10、PM2.5时均浓度变化趋势图。

图2 PM10、PM2.5时均浓度变化趋势

由图2可知PM10、PM2.5时均浓度呈“W”变化，从22～6时逐渐降低，这个时段企业、工地停工，餐饮停业，车流量减少，空气中聚集的PM10、PM2.5逐渐扩散。6～10时逐渐升高，6时开始，人类起床，开始日常活动、出行、上班等，各种污染物开始排放，造成城市扬尘、施工扬尘和工业粉尘，10时达到次峰。10～16时逐渐降低，原因是10时开始，车流量减少，气温逐渐升高，空气对流增强，有利于污染物的扩散。16～22时又逐渐升高，16时开始迎来下班高峰期，人类活动开始，同时气温慢慢降低，易产生逆温现象，颗粒物被聚集，不利于扩散，22时达到峰值[14～16]。

3.4 2020年PM10、PM2.5相关性分析

根据图1可以发现PM10、PM2.5变化趋势一致，对全年日均浓度浓度、时均浓度做相关性分析，得出了二者的线性相关系数如表2和表3。

表2 PM10与PM2.5日均浓度的相关系数

表3 PM10与PM2.5时均浓度的相关系数

结合表2和表3，PM10与PM2.5的相关系数除5月只有0.811外，其余都很高，都达到0.9以上， PM10与PM2.5浓度呈极强正相关，说明PM10和PM2.5的污染具有同源性。

3.5 AQI与污染物质量浓度相关性分析

根据全年监测数据，统计得出O3对污染天气的贡献最大，其次PM10、PM2.5，图3为AQI与PM10、PM2.5、O3-8h浓度相关性系数图。由图可知，1～2月、12月AQI与O3-8h浓度呈极强负相关，5～9月呈强正相关，3～4月、10～11月呈正相关。1～2月、10～12月AQI与PM10、PM2.5浓度呈极强正相关，3～4月呈强正相关，5～9月呈正相关。从全年来看，对比AQI与PM10、PM2.5的相关性，可以发现AQI与PM10相关性更强，原因是PM2.5主要来自燃烧过程，而PM10的来源除燃烧外，还包括扬尘、材料的研磨等[17]。

从季节性来看，AQI与PM10、PM2.5在冬季呈极强的正相关，说明冬季PM10、PM2.5的贡献大,这主要与冬季的气候特点有关，冬季气温低，容易产生逆温现象，导致污染物聚集；风速小，污染物不易扩散；降雨量少，湿沉降作用不明显。AQI与O3-8h浓度在夏季呈极强正相关，说明夏季O3的贡献大，因为夏季日照充足，紫外线强，光照强度大，温度高，有利于氮氧化物和挥发性有机物发生大气光化学反应，臭氧生成速度加快，致使臭氧浓度高[17，18]。

图3 AQI 与PM10、PM2.5、O3-8h相关性系数

4 结论

对PM10、PM2.5质量浓度分析，月均质量浓度呈“U”型变化，最大值在12月，最小值在7月。季均质量浓度：冬季>秋季>春季>冬季。其原因主要与江津区亚热带季风气候相关，夏季光照充足、植被覆盖率高、风速大、空气对流强，PM10、PM2.5易扩散，同时夏季降雨量充沛，对PM10、PM2.5有冲刷清除作用，冬季则相反[19]。PM10、PM2.5时均质量浓度呈“W”型变化，最大值在22：00，最小值在16：00，其原因主要与人类经济活动，第二产业生产率呈显著正相关。

从污染物浓度的相关性来看，PM10与PM2.5质量浓度呈显著的正相关，变化趋势一致。AQI与PM10、PM2.5在冬季呈极强的正相关，说明冬季PM10、PM2.5的贡献大。AQI与O3-8h浓度在夏季呈极强正相关，说明夏季季O3的贡献大。