孙成胜，屠梦琪

（1.江苏智盛环境科技有限公司，江苏 连云港 222000；2.江苏方洋环境监测有限公司，江苏 连云港 222000）

随着工业与交通运输业等迅速发展，大气颗粒物污染愈发严重，尤其是细颗粒物PM2.5，对其的管控需求日益提高。连云港细颗粒物PM2.5污染形势严峻，其污染来源较为复杂，冬春季节污染尤为突出。2022年连云港城区2～3月采取了居家隔离、交通管控措施，是一次典型的极限减排情景，为进一步研究连云港市城区冬春季PM2.5污染提供了契机，有利于促进连云港细颗粒物污染的控制与治理，为 “十四五”大气污染防治规划的合理制定提供技术支撑。

1 材料方法

1.1 数据来源

利用环境空气质量监测数据发布平台连云港市PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等污染因子逐日数据和温度、相对湿度、风级等气象数据。利用NOAA提供的Global Summary of the Day 中GANYU站点气压数据。

1.2 评价方法及标准

利用比湿（q）来表征大气中水汽的绝对量，比湿的计算过程见式（1）～（3）：

式中，e为水汽分压（hPa），p为大气压（hpa），T为大气温度（℃），RH为相对湿度（%），E为饱和水汽压（hpa），采用延伸的Wexler公式计算[1]。

1.3 数据处理及分析

利用SPSS21.0对数据描述性统计、正态检验、差异显著性检验及相关分析。

2 结果与分析

2.1 2019～2021年连云港市城区细颗粒物PM2.5排放概况

连云港城区临近黄海，受云台山地形因素影响，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨、具有春季冷于秋季的特点。2019～2021年连云港市城区细颗粒物PM2.5年均质量浓度整体呈下降趋势，其中PM2.5质量浓度3年下降了24.1%，2019～2021年连云港市城区细颗粒物PM2.5质量浓度季节特征及PM2.5/PM10变化趋势详见图1。

图1 2019～2021年细颗粒物PM2.5质量浓度季节特征及PM2.5/PM10变化趋势

统计显示：2019～2021年连云港城区PM2.5质量浓度具有明显季节特征，PM2.5各季节质量浓度均值：冬季＞春季＞秋季＞夏季，单因素方差分析显示：冬季PM2.5质量浓度均值与春、夏、秋季均差异显著，春季和秋季差异不显著，夏季与其他季节差异显著。

2019～2021年PM2.5/PM10曲线波动范围：冬季0.58～0.85、春季0.39～0.54、夏季0.51～0.57、秋季0.5～0.59，连云港市城区PM2.5质量浓度冬春季高，夏秋季低，冬春季较夏秋季PM2.5/PM10波动更大。PM2.5和PM10浓度的比值在一定程度上说明了污染的类型和可能的污染物来源，比值较小说明颗粒物中粗颗粒占据主导地位，自然来源可能是主要污染来源，比值较大则说明主要污染来源可能为人为源，分析显示连云港冬季较春季人为源影响更强，可能主要与气象（冬季易出现静稳天气、逆温等）、冬季周边城市采暖过程等因素有很大关系。

2.2 冬春过渡期连云港市城区颗粒物主要影响因素

2019～2021年冬春过渡期（2、3月）连云港市城区环境空气质量优、良、轻度、中度、严重污染天气分别约占26.4%、57.9%、11.2%、3.4%、1.1%。

对2019～2021年度冬春交接（2、3月）空气质量及相关污染、气象影响因素数据进行统计分析，并进行Shapiro-Wilk正态性检验，结果显示仅气压、湿度通过正态检验，因此采用Spearman相关性分析PM2.5质量浓度与其他污染、气象等因素的相关关系，剔除2次严重污染天气的异常数据后（2021年3月16日和3月29日），相关性分析结果见表1。

表1显示2019～2021年冬春过渡期（2～3月）连云港城区细颗粒物PM2.5除了与PM10高度相关外，与SO2、NO2、CO、O3、风级、比湿、PM2.5/PM10在变化趋势上保持显著一致。其中，PM2.5与PM10、CO表现强正相关，与PM2.5/PM10、SO2表现中等正相关，与风级表现出弱负相关，与NO2、O3、比湿表现出弱正相关关系。

表1 2019～2021年冬春过渡期连云港市城区相关污染、气象因素相关性分析

相关研究显示江苏跨区域输送规律显著，省外来源对苏北PM2.5年均浓度贡献可达到50%，山东省和京津冀地区排放源是主要污染来源[2-3]，冬季区域采暖燃煤排放大气污染物对连云港影响较大。由于燃煤、冶金、化工等多种污染源均会同时产生PM2.5和PM10，有着很强的同源性，导致连云港城区冬春过渡期PM2.5和PM10相关系数达到了0.8以上。而CO相关系数较高，主要来源于冶金工业炼焦、炼铁生产过程，内燃机排气和化石燃料的不完全燃烧[4]。

连云港城区PM2.5与PM10表现强正相关，而PM2.5/PM10变化除与内在污染因子SO2、CO等排放变化密切相关外，与外在的温度、相对湿度、风级等气象因素变化也显著相关，各分段PM2.5/PM10均值与相对湿度、气压均值之间最优拟合呈对数正相关关系，与温度和风级均值之间最优拟合呈指数负相关关系，均非稳定的线性趋势。同时，分析2019～2021年2～3月冬春过渡期数据，分析结果详见图2。相对湿度处于20%～40%的样本极少，约占总样本的2.3%，未形成波段趋势，该段比湿主要集中于1～2.5 g/kg，PM2.5均值与比湿间无趋势；相对湿度为40%～60%，约占27.3%，该区间内PM2.5质量浓度均值随着比湿增加呈线性增长趋势；相对湿度60%～80%，约占47.7%，是冬春过渡期主要的相对湿度区间，该段比湿波动范围2～7.5 g/kg，PM2.5质量浓度均值无明显的增长趋势，主要呈现出于50 μg/m3处上下波动状态；相对湿度80%～100%，约占22.7%，比湿波动范围3～9.4 g/kg，PM2.5质量浓度也呈上下波动状态，波动中心较60%～80%区间下降，但波动更剧烈，可能是该湿度区间有更充足的水汽，利于二次细颗粒物的形成。

图2 2019～2021年2～3月不同相对湿度区间比湿与PM2.5质量浓度均值分布及波动趋势

2.3 2022年连云港城区管控措施前后细颗粒物减排因素分析

2022年连云港城区管控前后各2周细颗粒物及相关气象因素统计分析见表2。

表2 2022年管控前后污染、气象因素等均值对比

考虑样本数量，采用Shapiro-Wilk正太检验，结果显示管控前CO 和风级数据，管控后的PM10、温度和风级数据不符合正态分布，对正态和非正态分布指标分别进行Pearson和Spearman相关性分析，结果表明：采取管控措施后，连云港市大气细颗粒物PM2.5质量浓度对比管控前下降4.4%，污染因子PM10、SO2、NO2质量浓度对比管控前均不同程度降低，但CO、O3相反呈现出增长。同时，相关性分析结果显示管控后PM2.5质量浓度的变化与PM10、NO2、CO、湿度、比湿、PM2.5/PM10的变化呈显著正相关，其他指标的变化对PM2.5质量浓度变化影响不显著。

本次管控阶段，连云港本地人为源机动车尾气、建筑及道路扬尘得到充分的抑制，工业粉尘大大减少，但细颗粒物PM2.5监测数据仅下降4.4%，表明冬春过渡期（2、3月）外输的大气污染源对连云港地区的影响较强，凸显区域大气污染联防联控机制的重要性。

3 结论

（1）2019～2021年连云港市城区PM2.5质量浓度具有明显的季节特征，PM2.5各季节质量浓度均值：冬季＞春季＞秋季＞夏季，冬季PM2.5质量浓度均值与春、夏、秋季均差异显著，春季和秋季差异不显著，夏季与其他季节差异显著。2019～2021年连云港市城区PM2.5/PM10比值冬春季较夏秋季波动更大，冬季较春季人为源影响更强。

（2）2019～2021年冬春过渡期，连云港城区PM2.5污染程度最高的相对湿度区间为60%～80%，其他大小依次为80%～100%、40%～60%、20%～40%。

（3）2019～2021年冬春过渡期（2～3月）细颗粒物PM2.5除了与PM10高度相关外，与SO2、NO2、CO、O3、风级、比湿、PM2.5/PM10在变化趋势上保持显著一致。其中PM2.5与PM10、CO表现强正相关，与PM2.5/PM10、SO2表现中等正相关，与风级表现出弱负相关，与NO2、O3、比湿表现出弱正相关关系。

（4）采取居家、交通管制措施后，连云港市城区冬春季大气细颗粒物PM2.5质量浓度对比管控前下降4.4%，污染因子PM10、SO2、NO2质量浓度对比管控前后均有不同程度降低，冬春过渡期（2、3月）外输的大气污染源对连云港地区的影响较强。