西安市PM2.5成因及扩散研究

【摘要】大气为地球上生命的繁衍与人类的发展提供了理想的环境。它的状态与变化直接影响着人类的生产、生活和生存。文章首先研究了PM2.5与AQI中指标的相关关系，分析PM2.5的形成原因，通过分析一段时间内西安市监测站数据，了解西安市PM2.5城区分布，并研究其扩散模型，对其污染程度进行评估。

【关键词】PM2.5 时空分布 污染评估

一、PM2.5的成因分析

PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，也称细颗粒物。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响较大。PM2.5的形成机理和过程比较复杂，主要来源有自然源和人为源。人为排放部分包括化石燃料和生物质等燃烧、道路和建筑施工扬尘、工业粉尘、餐饮油烟等直接排放的颗粒物;自然来源则包括：风沙尘土、火山喷发产生的火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子和细菌等。

（一）PM2.5与其他指标定量关系分析

针对PM2.5与其它指标及其对应污染物之间的相关性，考虑到前文中六项分项检测指标之间的关系，利用主成分分析进行分析，从数学上进行证明。在分析西安市13个监站数据的基础上，利用Matlab对模型进行求解，可得出如下结果：

PM2.5与3个主成分的函数关系：

（1-1）

其中，Z=AT*X 从而，得出PM2.5与其他5个空气污染物的关系为：

（二）与PM2.5强相关的其他成分要素分析

二、西安市PM2.5的分布

三、西安市地区污染评估

在观测期间，根据9个月PM2.5值的平均浓度，并结合《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》可得如下分区评估：

一区：草滩日平均浓度为141.74 ，属于轻度污染

四、结论

PM2.5的值与当地的风力、湿度、温度、天气、地理位置等因素有关。一般情况下，风力越大大气流动的越快，PM2.5的值相对较小;湿度越大，空气中的细小颗粒和包括二次颗粒容易凝结在漂浮在空气中的水蒸气中，PM2.5值相对较大，同时危害更大;降雨频繁，则PM2.5值相对较小;若处于工业等污染较多的地方，环境空旷则PM2.5值相对较小，若处于居民区，工业污染等较少的地方，地势崎岖则PM2.5值相对较小。