山西四城市大气污染特征及PM2.5传输规律研究

摘要

山西省太原、阳泉、长治、晋城市属于京津冀大气污染传输通道"2+26"城市。基于2020年大气环境质量监测数据和同步常规气象观测数据,分析上述4城市在非采暖期和采暖期空气6种污染物质量浓度变化特征及其与气象因子的相关性。采用后向轨迹聚类（HYSPLIT）分析法、潜在源贡献因子（PSCF）分析和浓度权重轨迹（CWT）分析,探讨4城市PM2.5污染的输送路径和潜在源区。研究结果表明,4城市采暖期5种污染物(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO)平均质量浓度明显高于非采暖期,而非采暖期O3平均质量浓度高于采暖期。非采暖期O3和采暖期PM2.5超标天数占比较高。在各城市中PM2.5污染呈现不同的区域分布特点。除采暖期O3外,4城市非采暖期和采暖期PM2.5与其他污染物均呈正相关关系（P＜0.001）。4城市非采暖期PM10和O3与温度呈弱正相关（P＜0.001）,PM10、SO2、NO2、和O3与湿度呈弱负相关（P＜0.001）。采暖期PM2.5与湿度呈正相关（P＜0.001）,与能见度呈负相关（P＜0.001）。PM2.5污染传输中,太原、阳泉、长治和晋城非采暖期主要受东南向输送气团的影响,其占比分别为52.13%、40.35%、45.51%和51.31%;4城市采暖期PM2.5气团轨迹主要来自西北方向,气团携带的PM2.5浓度较高。PSCF和CWT分析显示,虽然不同城市PM2.5污染的潜在源区和浓度贡献存在差异,但4城市非采暖期的潜在源区和WPSCF和WCWT高值区域主要分布在河南和河北地区、江苏、安徽、山东等省份的部分城市以及山西省周边区域。采暖期的潜在源区主要分布在京津冀传输通道-河南和河北部分城市、安徽、山东等省部分城市以及山西省四城市周边区域。