摘要
湖北省作为中国中部经济快速发展的地区之一，大气污染问题日益显著，探究大气污染物的来源、时空分布及其影响因素，对于缓解大气污染与社会经济发展之间的矛盾具有重要意义。本研究以三种典型大气污染物，细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）和臭氧（O3）为研究对象，分析湖北省近21年典型大气污染物的时空分布特征，分析气象因素（降水量、气温、相对湿度、平均风速等）和社会因素（人均生产总值、城镇化率、第二产业所占比重、电力消费量、公路里程等）与大气污染物水平及分布的相关关系，探讨典型大气污染物的来源及影响因素。主要研究结论如下： （1）湖北省大气污染物时间变化特征。研究发现2000-2020年湖北省PM2.5和PM10的年均浓度值都呈现倒U型变化，O3的年均值呈现波动上升的趋势，湖北省总体PM2.5和PM10月平均浓度值大致为V型变化趋势，表现为两头高中间低，O3月平均浓度每年大致呈现倒U型变化，表现为两头低中间高，每年O3月平均浓度存在两个明显峰值，除2000和2017年呈现单峰型特点，其余年份均呈现双峰型特点。PM2.5和PM10的变化趋势呈现高度一致，PM2.5和PM10浓度水平呈显著正相关，PM2.5和PM10二者与O3之间的相关性关系较弱，呈现非线性变化。 （2）湖北省大气污染物空间变化特征。研究发现三大污染物空间上存在较强的集聚，PM2.5和PM10颗粒物的分布空间上以鄂中地区高浓度值最为集聚，西部和东部山区低浓度较为集聚，O3高－高集聚的热点区域主要是分布在武汉市、随州市、荆门市、孝感市、天门市、武汉市、仙桃市、潜江市和鄂州市等8个城市区域，低－低集聚的冷点区域主要分布在鄂西山区。疫情封控期间PM2.5和PM10浓度明显降低，污染范围缩小，但是O3不降反升。总体来看，湖北省典型大气污染物的分布以鄂中地区最为集中，鄂西地区较少。 （3）湖北省大气污染物时空分布的影响因素。降水与PM2.5、PM10和O3之间存在负相关关系，气温与PM2.5、PM10之间表现出较弱的正相关，平均气温与O3之间呈现不相关；相对湿度与PM2.5、PM10和O3浓度没有明显的相关关系，风速与PM2.5、PM10呈现中等程度的相关，风速对O3影响不大。研究表明气温与风速对于典型大气污染物的时空分布具有一定的影响。PM2.5和PM10与人口密度、与第二产业所占比重呈正相关，O3与城镇化率、电力消费量、第二产业所占比重、人均生产总值、公路里程、民用汽车拥有量、第二产业增加值呈较为显著正相关。研究表明工业生产活动、汽车尾气排放等活动是影响O3浓度的主要原因。
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