珠三角地区空气污染变化特征及影响因素分析Word下载.docx

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整体而言，珠三角地区SO2和PM10浓度低于全国其他城市或地区，NO2浓度与其他城市差异不大，O3浓度普遍高过其他城市。

对区域内空气污染影响因素的分析表明，珠三角地区地形复杂多样不利于污染物的扩散；

污染物排放量的削减对区域空气质量的好转起关键性作用；

气象条件对区域空气质量变化有重要影响。

关键词：

空气污染；

影响因素；

珠三角

VariationcharacteristicsandinfluencingfactorsofairpollutioninPearlRiverDeltaarea

LIAOZhi-heng1,2,SUNJia-ren1,2,FANShao-jia1,WUDui1,3,RENMing-zhong2

（1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineer,SunYat-senUniversity,Guangzhou510275,China;

2.SouthChinaInstituteofEnvironmentalSciences,MinistryofEnvironmentalProtection,Guangzhou510655,China;

3.AtmosphericEnvironmentInstituteofSafetyandPollutionControl,JinanUniversity,Guangzhou510080,China）

Abstract:

BasedonthereportsofmonitoringresultsofPearlRiverDeltaregionalairqualitymonitoringnetworkin2006-2012,airpollutioncharacteristicsinPearlRiverDelta（PRD）areaofannualandmonthlyvariationsand

spatialdistributionofSO2,NO2,O3,PM10andtheregionalairqualityindex（RAQI）werestudied.TheresultsshowthatthemassconcentrationofSO2,NO2andPM10hastrendeddownby61.7%,17.4%and24.3%in2006-2012,butthatofO3hasincreasedby12.5%;

regionalairqualityisgoodinJuneandJuly,badfromOctobertoDecember;

high-levelconcentrationofSO2,NO2andPM10mainlydistributeinthevicinityanddownwindof

emissionsources,whileO3showhighconcentrationineasternbutlowinwestern.Comparedwithotherareasandcities,theconcentrationofSO2andPM10inPRDareaislower,NO2ishaplyequal,O3ishigher.Theanalysisofinfluencingfactorsofairpollutionindicatethatthediversityoflandscapeseemsadversetoatmosphericdispersion;

thecutofemissionsplayacriticalroleinimprovingairqualityinthePearlRiverDeltaarea;

meteorologicalconditionshaveimportanteffectsonregionalairquality.

Keywords:

airpollution;

influencingfactors;

PearlRiverDeltaarea

环境空气质量的优劣与人体健康密切相关。

二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、近地层臭氧（O3）和可吸入颗粒物（PM10）作为主要的大气污染物，会对生态环境和人体健康产生显著影响[1~6]。

随着工业化、城市化快速发展及机动车保有量的大幅增加，环境空气质量尤其城市空气质量受到不同程度污染，已成为威胁可持续发展和人类健康的重要挑战，城市环境空气质量问题越来越成为人们普遍关注的焦点，因而对城市或城市群区域的大气环境

基金项目：

国家自然科学基金（批准号：

41105082，41373555）；

国家重点基础研究发展计划项目（2011CB403403）；

环保公益性行业科研专项（2011467001，201409022）；

中央级公益性科研院所基本科研业务专项（PM-zx021-201311-024）作者简介：

廖志恒（1990~），男，硕士研究生，主要研究方向为大气环境，E-mail：

lzhiheng118@

†通讯联系人，孙家仁（1978~），男，工程师，主要研究方向为大气化学数值模拟，Email:

sunjiaren@scies.org

做出客观、全面、适时的评价并分析其控制因素是极其必要的，这不仅有助于加深我们对区域污染特征及其成因的科学认识，还可为区域大气污染防治提供必要的科学依据。

珠三角地区是典型的城市群区域，大气污染物的输送使该地区大气由局地污染发展成为区域性污染，且区域性的大气污染也已由传统的煤烟型污染向复合型污染转变，表现为灰霾和光化学烟雾等污染事件频发[7~9]。

近年来，学者们对珠三角地区大气环境问题开展了广泛研究。

吴兑等[10]采用风矢量和分析表明珠三角区域灰霾天气过程与区域静小风过程（气流停滞区）关系密切；

Fan等[11]通过边界层探测试验研究表明高压反气旋、台风外围下沉气流以及海风会导致珠三角地区污染物的高浓度积累；

王淑兰等[12]和胡晓宇等[13]分别采用CALPUFF和Models-3/CMAQ模拟系统模拟研究了珠三角各城市之间污染物相互输送的特点和规律；

Guo等[14]则通过外场加密观测证实大气污染物在区域内传输对区域局地空气质量具有复杂而重大的影响；

周军芳等[15]和陈燕等[16]分别采用监测和模拟的方法探讨了珠三角地区快速城市化过程对环境气象要素及局地大气污染物扩散的影响。

上述研究对于我们深入认识珠三角大气污染特征与机理有重要意义，但研究中多针对某一时间段，缺乏长时间序列的研究，对污染物空间分布的长期变化规律探讨较少。

鉴于此，本研究充分利用粤港珠江三角洲区域空气监控网络的监测数据，分析了2006~2012年珠三角地区空气污染的时空变化特征，并探讨了导致空气质量发生变化的可能影响因素。

1、材料与方法

1.1数据来源

广东省环境监测中心和香港特别行政区环境保护署于2003~2005年联合构建了粤港珠江三角洲区域空气监控网络，该监控网络由16个空气质量自动监测子站组成（图1），分布于珠江三角洲地区内（部分子站为中途替代站），监控网络于2005年11月30日正式启用。

本研究主要采用该网络2006~2012年监测结果报告中16个子站的逐月污染物（SO2,NO2,O3,PM10）浓度数据及相关的RAQI数据。

此外，广东省大气污染物排放量数据摘自2006~2012年中国环境统计年报，珠三角地区民用汽车保有量数据摘自2006~2012年广东省统计年鉴，广州市逐月气象数据下载自中国气象科学数据共享服务网（）。

1.2数据预处理

图1粤港珠江三角洲区域空气监控网络子站的空间分布

粤港珠江三角洲区域空气监控网络监测结果报告中指出：

1、部分数据（约占比3%）因数据获取率未达计算具代表性数据的最低要求，数据只供参考之用；

2、部分数据（约占比1.5%）因进行仪器维修或升级工程而引致缺测。

考虑本研究主要分析多年或多站的数据均值，因此对于参考数据不做修订，而缺测数据则采用反距离加权插值法[17]加以补充。

1.3区域空气质量分级标准

粤港政府自2005年11月30日开始每日联合发布区域空气质量指数RAQI，向公众提供珠三角区域内不同地区的空气质量状况。

RAQI是综合计算四种主要区域空气污染物

（SO2、NO2、O3和PM10）浓度而得出的污染综合指标，计算公式如下：

其中，对于SO2、NO2及PM10，为日均值浓度，为国家环境空气质量标准中相应的污染物浓度限值的日均二级标准；

对于O3，为当日小时均值的最大值，为浓度限值的1小时平均二级标准（参见《环境空气质量标准（GB3095-1996）》修正版）。

区域空气质量指数RAQI划分为5个等级（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ），与RAQI值（0~1、1~2、2~3、3~4、>

4）相对应，分别表示监测地区内各污染物浓度远低于、基本符合、接近或超过、超过、严重超过国家环境空气质量二级标准。

此外，计算各单项污染物空气质量分指数及其负荷系数，根据负荷系数的大小确定单项污染物的污染分担率。

1.4Daniel趋势检验法

采用Daniel趋势检验法[18]（又名Spearman秩相关系数法）定量分析珠三角区域空气污染的变化趋势及其统计学显著性特征，公式为：

式中，为秩相关系数；

为时间周期数；

为年均值从小到大排列的序数；

为年先后排列序数。

值的正负分别表示污染的增长和下降，其绝对值的大小表示变化的强度。

将秩相关系数

的绝对值与Spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较，如果||≥Wp，则表明变化趋势有显著意义。

本研究时间周期数n=7，显著水平0.01和0.05的临界值Wp分别为0.929和0.786。

2、结果与分析

2.1、年变化特征

表1给出了2006~2012年珠三角区域空气质量指数RAQI和各污染物分指数及负荷系数变化