宝鸡市2015年4~5月空气PM10和SO2时空变化研究

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为了研究宝鸡市PM10、SO2浓度时空变化特点、规律及影响因素,在2015年4、5月利用智能化多功能袖珍式LD-3C(L)粉尘仪和JSA8型便携式SO2浓度检测仪对宝鸡市46m高度范围内PM10、SO2浓度进行了6个昼夜高分辨率观测,并利用气象观测仪对空气温度、相对湿度、风速和气压进行了同步观测。根据观测数据和专业理论分析、相关性分析,研究了宝鸡市PM10、SO2浓度的时空变化特点、规律与原因,对PM10和SO2空气质量进行了评价,得出了以下结论。(1)2015年4、5月PM10浓度在1~46m高度范围内昼夜变化规律较为一致,呈双峰变化,两个最高值分别出现在中午12:00和夜间22:00,最低值出现在16:00和18:00。2015年4月PM1o浓度昼夜变化可分为四个时段,第一时段为8:00~14:00,PM10浓度变化范围为40.0~132.0μg/m3,平均浓度为84.9gg/m3,为平均浓度较高时段。第二时段为16:00~18:00,PM10浓度变化范围为50.0~90.7μg/m3,平均浓度为69.8μg/m3,为平均浓度较低时段。第三时段为20:00~0:00,PM10浓度变化范围为76.0~133.7μg/m3,平均浓度为105.8μg/m3,为平均浓度最高时段。第四时段为2:00~6:00,PM1浓度变化范围为45.7~86.3μg/m3,平均浓度为65.0μg/m3,为平均浓度最低时段。2015年5月PM1o浓度昼夜变化可分为四个时段,第一时段为8:00~14:00,PM10浓度变化范围为47.3~120.0μg/m3,平均浓度为78.6μg/m3,为平均浓度较高时段。第二时段为16:00~18:00,PM10浓度变化范围为51.7~87.3μg/m3,平均浓度为70.0gg/m3,为平均浓度较低时段。第三时段为20:00~0:00,PM10浓度变化范围为69.0~123.3μg/m3,平均浓度为94.8μg/m3,为平均浓度最高时段。第四时段为2:00~6:00,PM10浓度变化范围为38.3~75.7μg/m3,平均浓度为56.9μg/m3,为平均浓度最低时段。(2)2015年4月PM10浓度垂向变化可分为三种类型,第Ⅰ种类型主要特点是PM10浓度随高度升高而增加,平均递增率为1.54μg/m3,这一类型出现在10:00-14:00。第Ⅱ种类型主要特点是PM10浓度随高度升高而减少,平均递减率为1.27μg/m3,这一类型出现在8:00和18:00~2:00。第Ⅲ种类型主要特点是PM10平均浓度随高度升高呈非常微弱的减小趋势,平均递减率只有0.007μg/m3,远小于第二种类型,这一类型出现在16:00和4:00-6:00。2015年5月PM10浓度垂向变化可分为三种类型,第Ⅰ种类型主要特点是PM10浓度随高度升高而增加,平均递增率为1.45μg/m3,这一类型出现在12:00~14:00和18:00~20:00。第Ⅱ种类型主要特点是PM10浓度随高度升高而减小,平均递减率为1.21μg/m3,这一类型出现在22:00~6:00。第Ⅲ种类型主要特点是PM10浓度随高度升高呈轻微的减小趋势,平均递减率为0.13μg/m3,远小于第Ⅱ种类型的1.21μg/m3,并且呈现较大的波动,这一类型出现在8:00~10:00和16:00。(3)2015年4、5月SO2浓度在1~46m高度范围内昼夜变化趋势较为一致,呈双峰变化,两个最大值分别出现在中午12:00和下午18:00,最小值出现在夜间20:00和22:00。2015年4月SO2浓度昼夜变化可分为三个时段,第一时段为8:00~10:00,SO2浓度变化范围为6.0-14.7μg/m3,平均浓度为10.3μg/m3,为平均浓度居中时段。第二个时段为12:00~18:00,SO2浓度变化范围为10.7-34.7μg/m3,平均浓度为20.2μg/m3,为平均浓度最高时段。第三时段为20:00~6:00,SO2浓度变化范围为6.0-14.7μg/m3,平均浓度为9.9μg/m3,为平均浓度最低时段。2015年5月SO2浓度昼夜变化可分为三个时段,第一时段为8:00~10:00,SO2浓度变化范围为4.0-19.0μg/m3,平均浓度为11.0μg/m3,为平均浓度居中时段。第二时段为12:00-20:00,SO2浓度变化范围为8.0-30.7μg/m3,平均浓度为17.3μg/m3,为平均浓度最高时段。第三时段为22:00-6:00,SO2浓度变化范围为3.3~14.3μg/m3,平均浓度为8.0μg/m3,为平均浓度最低时段。(4)2015年4月S02浓度垂向变化可分为三种类型,第Ⅰ种类主要型特点是S02浓度随高度升高而增加,平均递增率为0.3μg/m3,这一类型出现在8:00、14:00、20:00和0:00。第Ⅱ种类型主要特点是SO2浓度随高度升高而减小,平均递减率为0.29μg/m3,这一类型出现12:00、16:00-18:00和6:00。第Ⅲ种类主要型特点是SO2浓度随高度升高呈极其微弱的减小趋势,平均递减率仅为0.01μg/m3,这一类型出现在10:00、22:00和2:00~4:00。2015年5月SO2浓度垂向变化可分三种类型,第Ⅰ种类型主要特点是SO2浓度随高度升高而增加,平均递增率为0.33μg/m3,这一类型出现在16:00-22:00。第Ⅱ种类型主要特点是S02浓度随高度升高而减小,平均递减率为0.39μg/m3,这一类型出现在8:00-14:00。第Ⅲ种类型主要特点是SO2浓度随高度的升高呈非常微弱的增加趋势,平均递增率为0.06μg/m3,浓度整体几乎保持不变,这一类型出现在0:00~6:00。(5)宝鸡市4、5月PM10浓度与温度、风速呈现负相关关系,相关系数分别为-0.37和-0.46,与相对湿度、气压呈正相关关系,相关系数分别为0.44和0.40;而SO2浓度与温度、相对湿度、风速呈负相关关系,相关系数分别为-0.18、-0.38和-0.33,与气压呈正相关关系,相关系数为0.22。(6)宝鸡市PM10、So2的日平均浓度分别为79.2gg/m3、12.9μg/m3,远低于国家《环境空气质量标准》日平均值的相应标准,因此观测期间宝鸡市的空气质量良好。(7)采用多元线性回归分析模型对PM10、SO2浓度进行预测,得到PM10的回归方程为y=4576.68-9.26x1-0.84x2-0.94x3-44.9瓦、SO2的回归方程为y=-455.05+0.65x1-0.09x2-1.70x3+4.83x4,这两个方程可以较好的反应PM10、SO2浓度变化,可分别用于宝鸡市PM10和SO2浓度的预测。
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