典型区域城市PM2.5与PM10比值相关性研究

张 青，饶 灿

(1.重庆市綦江区环境监测站，重庆 401420；2.綦江中学，重庆 401420)

1 引言

可吸入颗粒物(指空气动力学直径小于10 μm的颗粒物)，表示为PM10，是目前全国大气中的一种重要污染物；PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，也称为细颗粒物，目前已经成为大气首要污染物。其直径还不到人的头发丝粗细的1/20。与较粗的大气颗粒物相比，由于PM2.5粒径小，在大气中更难沉降，能够长期漂浮于空气中，更容易长距离输送，影响范围广。PM2.5消光效应强，对城市大气光学性质的影响可达99%，是形成灰霾现象的主要物质，其对空气质量和能见度等有重要的影响。且PM2.5比表面积更大，吸光性更强，更有利于二氧化硫、氮氧化物、苯系物、烃类在大气中通过非均相( 在颗粒物表面上) 发生催化、氧化还原、转化成二次污染物，形成复杂的大气复合污染，同时更容易吸附重金属、有机物等有害组分，危害更大。因而与PM10相比，在同等浓度下对人体健康和大气环境质量的影响更大[1，2]。

不同的季节，不同的年龄组中，大气PM2.5对死亡影响值普遍高于大气PM10，反映PM2.5对人群健康潜在危害更大。PM2.5粒径作为PM10的一部分，它在0～10 μm粒径分布中占有的比率及与PM10浓度变化的相关性的分析有着极其重要的作用[3，4]。因此弄清PM2.5和PM10的比值关系可以为下一步污染源解析和污染防治提供参考，本文通过2016年重点区域环境空气质量自动监测数据，解析了京津冀、长三角、珠三角三个重点区域PM2.5与PM10比相关性。

2 京津冀区域PM2.5与PM10比值关系研究

京津冀区域以北京市、天津市、石家庄市为代表，2016年PM2.5与PM10比值系数分别为0.841、0.716、0.721，其相关系数R2的值分别为0.832、0.798、0.959，见表1。从PM2.5与PM10比值系数来看，北京市颗粒物污染PM2.5占比较高，达80%以上，细颗粒物为主要污染物。从相关系数来看，石家庄市相关性较好，PM2.5与PM10比值几乎成线性关系，可见石家庄市颗粒物污染相对稳定。天津市PM2.5与PM10比值相关性最差，主要是由于天津为海滨城市，受湿度影响，其PM2.5与PM10比值关系变化较大。

表1 京津冀区域PM2.5与PM10比值关系

3 长三角PM2.5与PM10比值相关性分析

长三角区域上海市、南京市、杭州市PM2.5与PM10比值系数分别为0.796、0.585、0.616，其相关系数R2的值分别为0.793、0.838、0.946，见表2。

从PM2.5与PM10比值系数来看，上海市颗粒物污染PM2.5占比较高，细颗粒物为主要污染。南京市PM2.5与PM10比值系数拟合值最小，为0.586，可见南京市PM10污染物中2.5～10 μm之间颗粒物污染占比40%。

从相关系数来看，河北省石家庄市相关性较好，可见杭州市颗粒物污染相对稳定，PM2.5与PM10比值几乎成线性关系，上海市PM2.5与PM10比值相关性最差，主要是由于上海为沿海城市，受湿度影响，其PM2.5与PM10比值关系变化较大。

表2 长三角区域PM2.5与PM10比值关系

4 珠三角区域内PM2.5与PM10比值相关性分析

珠三角区域以广州市、深圳、珠海市为代表，从表3来看，PM2.5与PM10比值系数为0.664、0.639、0.615，其相关系数R2的值分别为0.937、0.928、0.947，PM2.5占比在65%左右。相关系数R2的值在0.9以上，PM2.5与PM10比值相关性较好，几乎成线性关系，可见珠三角城市作为海滨城市，其污染物趋势稳定。

表3 三角区域PM2.5与PM10比值关系

5 区域间PM2.5与PM10比值相关性分析

PM2.5与PM10比值随着区域性不同，其比值关系也不同，从各区域代表城市来看，京津冀地区PM2.5占PM10比重最大，特别是北京市，主要颗粒物污染为PM2.5污染，其次是上海市。可见，主要发达城市颗粒物主要污染为细颗粒物污染，占比均在60%以上。珠三角区域PM2.5与PM10比值相关系数均在0.9以上，污染物成分稳定，主要几十年经济发展，工业和生活污染处于平稳期。

6 PM2.5与PM10比值影响因素

PM2.5与PM10比值主要受环境温度、相对湿度影响较大，与风速呈不明显的相关性。在一定的温度下，PM2.5占PM10比值与温度呈反比，在相对湿度80%以上，PM2.5占PM10比值与相对湿度成反比，在相对湿度80%以下，PM2.5占PM10比值与相对湿度成正比，海滨城市PM2.5占PM10颗粒物污染比例受湿度影响较大。

7 结语

不同区域PM2.5与PM10比值不同，一般而言，特发达城市PM2.5为主要污染物，珠三角地区经几十年经济快速发展，污染物成分已经相对稳定，PM2.5与PM10比值还受环境温度、相对湿度影响。