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(PM_(10))、ρ(NO_2)、ρ(O_3)、ρ(CO)和ρ(SO_2)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(PM_(10))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(O_3)处于相对较高水平,山东省中部ρ(SO_2)突出,最高值达71.3μg/m^3.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SO_2污染,和受海运船舶和陆路交通源影响的NO_2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O_3污染特征明显.3类城市ρ(O_3)平均值相近但季节性变化有所差异,类Ⅰ和类Ⅱρ(O_3)峰值均出现在6月,类Ⅰρ(O_3)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(SO_2)相对较高,为大气污染热点.