中国沿海地区大气污染特征及其聚类分析

为识别我国沿海地区的大气污染分布特征,基于2015—2016年我国沿海12个省（自治区、直辖市）的115个地级以上城市ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（O₃）、ρ（CO）和ρ（SO₂）监测数据,在分析其时空分布特征的基础上,结合主成分分析和AIC（改进赤池信息准则）开展我国沿海地区大气污染聚类分析研究.结果表明:我国沿海地区颗粒物污染严重,其中70%和54%的城市未达到GB 3095—2012《环境空气质量标准》中ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）二级标准,ρ（PM_2.5）在空间上以浙江省金华市为界呈“北高南低”、金华市以北地区“西高东低”的分布特征;环渤海带及长三角地区ρ（O₃）处于相对较高水平,山东省中部ρ（SO₂）突出,最高值达71.3 μg/m3.根据6种大气污染物监测值,可将115个地级以上城市聚为3类:类Ⅰ包括河北省南部和山东省西部在内的21个城市,空间分布连续且相对集中,受本地源和扩散条件的影响,各项大气污染物质量浓度均处于较高水平;类Ⅱ包括辽宁省、山东省东部和长三角等地区的42个城市,各项大气污染物质量浓度较类Ⅰ有所降低,ρ（PM_2.5）降低（比类Ⅰ低34.2%）明显,更多表现为受工业和散煤燃烧影响的SO₂污染,和受海运船舶和陆路交通源影响的NO₂污染;类Ⅲ包括福建省、广东省和广西壮族自治区沿海一带的52个城市,大气污染物质量浓度相对较低,空气质量较优,受季风和外来源影响的秋季O₃污染特征明显.3类城市ρ（O₃）平均值相近但季节性变化有所差异,类Ⅰ和类Ⅱ ρ（O₃）峰值均出现在6月,类Ⅰ ρ（O₃）季节性差异更为显著,类Ⅲ峰值出现在10月,全年变幅相对较小.研究显示,我国沿海地区山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征,广西壮族自治区柳州市与周边城市呈不同聚类特征,ρ（PM）和ρ（SO₂）相对较高,为大气污染热点.      

长三角地区空气质量国控环境监测点空间代表性评价——以PM2.5为例

2013年我国正式开展了113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市细颗粒物等项目监测,目前已建成国家环境空气质量监测网络.为了较好地将空气质量国控环境监测点（简称国控点）监测结果提升到区域和全球水平,须了解当前空气质量环境监测网络的空间代表性.本文以长三角地区为研究区域,基于国控点空间分布信息,结合区域第二产业比重（POSI）、地区生产总值（GDP）、人口（POP）、风速（WDSP）、降水量（PRCP）、气温（TEMP）、增强型植被指数（EVI）和数字高程模型（DEM）8个影响细颗粒物（PM_2.5）相关变量,在1 km×1 km空间分辨率下计算长三角地区129个国控点与研究区域中其他位置（像元）的多维欧氏距离,并结合K均值聚类方法开展区域国控点PM_2.5监测的空间代表性评价及优化.结果表明：①长三角地区129个国控点代表区域面积差异明显,其中,上海市淀山湖站点的代表面积最大,为37933 km²,南京市迈皋桥站点的代表面积最小,仅为4 km²;②长三角地区国控点能较好地代表整个区域的PM_2.5空间分布,现有国控点对PM_2.5空间分布代表的有效范围（即像元与国控点多维欧氏距离低于全区平均值的区域）占总面积的63.23%;③难以被现有国控点代表性的区域主要集中在江苏省太湖、洪泽湖等水域、上海市中心城区与崇明沿海地区及浙江西南部山地地区;④在浙江省绍兴市与衢州市新增2个国控点,中东部丘陵地区的区域代表性可得到明显改善,长三角地区国控点可代表区域面积占比整体提高16.4%.