摘要：随着永安城市化和工业化的不断推进，大气污染治理形势严峻，PM2.5作为首要的大气污染物，已经引起了公众和学术界的普遍关注。PM2.5能够吸附有害物质、越过防御屏障进入人体，引发心肺等疾病，在疫情防控期间，以位于永安市的福建水利电力职业技术学院为例，在研究区域选定7个观测点测定PM2.5浓度，并对浓度值进行时段和空间分布综合分析，得出研究区域PM2.5影响因素为人员聚集程度和气温。这个结论对当前国内外复工复产复学期间控制新冠肺炎疫情有重要参考价值。。
关键词：PM2.5；空间分布；影响因素
永安市是三明市下辖县级市，位于福建中部偏西，东靠大田县，西邻连城县，南毗漳平市，北与明溪县、三元区接壤。永安是闽西北重要的工业城市和能源、建材工业基地。永安的水泥、人造纤维、石灰石、重晶石产量均居全省前列。境内有福建纺织化纤集团、福建水泥、智胜化工等7家省百家重点企业。这些企业都是气体排放较多，因此对永安城区进行PM2.5空间分布研究很有必要。
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。这种颗粒物在大气成分中含量很少，但它对空气质量和大气能见度等有重要的影响，它在大气中停留时间长、输送距离远，对人体健康的影响很大[1-2]。
一、研究区域选择
从省环保厅可查询到永安市PM2.5数据，但是对一个城市每天给一个平均浓度值，无法反映该市颗粒物空间分布情况。为此，需要自行测定并记录永安市局部城区的颗粒物浓度，作为研究的基本数据。受到测定权限和人员设备等限制，决定选取位于永安市区的福建水利电力职业技术学院作为研究区域。
福建水利电力职业技术学院（以下简称福建水院）位于福建省永安市国林路278号。学院占地1061亩，有在校生1万多人。从地图上可以看出，福建水院的校内建筑物功能区分布和永安市高度相似，具体见表1。
表1 永安市和福建水院典型城市功能区分布案例一览表
从表中对比可以看出，福建水院的功能区分布与永安市城区功能分布呈现出惊人的相似：北部区域都是居民或学生聚集居住的区域，中部区域都是工作或者教学区域，南部区域都是工业区（实训区）。每天早上7点30到8点，大量的居民或学生从北部聚集居住的区域出发，前往中部和南部的各个单位上班或前往教学区上课；中午11点30，下班或下课的居民和学生返回北部的居住区。下午依然重复这种出行规律。因此，相似的功能分区决定了选择福建水院作为永安市局部城区PM2.5空间分布的研究区域是科学有效的。
二、仪器设备和观测情况
采用GQ-056型PM2.5空气检测仪，在福建水院选取七个观测点（学院北大门、学生宿舍区、篮球场、禹兴园7、大禹广场、翠竹园，学院东大门）。观测时间选在早晨6点到晚上22点，测定的时间间隔为半个小时。观测时空气检测仪放置在观测点的地面上进行检测，采集的数据基本上是近地面浓度值[3-5]。为了保证数据准确性，避免数据极值产生的影响，同一个时间段在每一个地点多次测定数据，最后取算术平均值作为登记数据。
三、观测结果
经过测定，七个观测点PM2.5观测浓度见下表2。
表2 福建水院PM2.5（μg/m3）观测浓度
图1 分时段各观测点PM2.5浓度值
四、PM2.5浓度变化规律
永安局部城区PM2.5浓度总体变化规律如图1所示。各观测点测量得到的PM2.5浓度呈现出以下规律：
1.除北门和东门外，其他观测点的PM2.5浓度从早上6点到早上10点PM2.5浓度呈现持续上涨趋势。北门和东门在早上8点达到波峰，随后降低。
2.除学生宿舍和北门及东门外，其他观测点从早上10点到中午12点PM2.5浓度呈现下降趋势；而学生宿舍和北门及东门从早上10点到中午12点仍然持续上升。
3.中午12点前后，除学生宿舍浓度达到波峰外，其他观测点浓度均降至波谷。
4.从12点至14点，学生宿舍和北门及东门观测点所得PM2.5浓度持续降低，其余观测点浓度略微上升。
5.从下午14点到17点，除学生宿舍外，其余观测点浓度持续小幅上涨。而学生宿舍浓度持续降低。
6.从下午17点至晚上19点，除翠竹园和北门东门外，其余观测点浓度持续上升。
7.晚上19点之后，所有观测点浓度持续降低。
五、PM2.5浓度变化分析
1.北门和东门在早上8点正值教职工入校上班高峰，出现浓度峰值属于正常。上班高峰过后，浓度必然开始降低。其余观测点随着人类活动不断增加，浓度出现持续上涨。
2.上午10点左右正值课间休息。10点钟以后又开始上班（上课），因此教学区禹兴园7和其他观测点浓度呈现下降。下课回到宿舍的学生和上午没课的学生在宿舍区活动，导致学生宿舍区浓度持续上升。北门和东门进出量持续攀升导致浓度不断上升。
3.中午12点，教职工已下班回家，不在校园活动，因此校园大部分观测点浓度降至波谷。学生大部分回到宿舍吃饭或休息，因此学生宿舍区达到波峰。
4.从12点至14点，正值午休时间，学生宿舍和北门及东门人员活动量持续减小，因此浓度持续降低。其余观测点由于太阳辐射增加、地表温度升高等因素，PM2.5浓度未见降低。
5.从下午14点到17点，学生宿舍外出上课的学生尚未返回宿舍，因此浓度持续降低。其余观测点由于气温等因素，浓度稳中有升。
6.从下午17点至晚上19点，教职工下班，北门和东门浓度稳中有降。翠竹园活动人数骤降，浓度明显降低。随着气温渐渐降低，学生开始在校园里活跃，其余观测点浓度均持续上升。
7.晚上19点之后，随着气温降低，夜幕降临，所有观测点浓度降低。
8.白天浓度值总体超过夜晚浓度值。说明校园各区域通风良好，夜晚空气PM2.5扩散顺畅，浓度值取决于人员活动密度。
9.PM2.5浓度值总体上能够反映人员活动的规律：观测点浓度值的波峰和波谷都和上下班或上下课时间点高度吻合；早上6点和下午17点及晚上22点是各观测点浓度差值比较小的几个时段，说明这几个时间段师生的空间活动规律相对比较一致。
六、总结
本次PM2.5浓度观测和空间分布研究结果表明：虽然永安市整体空气质量长期向好，但是在人员活动密集的近地面PM2.5浓度平均值达到60.4μg/m3，说明官方公布的数据并不能完全反映城区近地面（采样高度高出地表2米以下）的空气质量。
本研究范围为福建水院校园内部，数据显示本研究区域的PM2.5浓度主要受人员活动密集程度和气温的影响，而受空气湿度和风力影响比较小。因本次研究样本有限，在以后的研究中会加大观测量，取得更可信的实验结果。
当下席卷全球的新冠肺炎疫情尚未结束，根据福建省教育厅要求，福建水院开始筹备复学。本次研究所得到的PM2.5浓度值基本上可以反映校园各个区域人员活动密集程度，对于领导层掌握校园人员聚集程度，有针对性的制定人员疏散措施，保证师生保持合理社交范围，降低病毒传播传染概率能起到科学的参考作用和宏观的统计作用。
参考文献：
[1]王晓飞，王波，陆玉玉.基于Prophet-LSTM模型的PM2.5浓度预测研究[J/OL].软件导刊，1-4[2020-03-13].
[2]Nowak D J, Hirabayashi S, Bodinea, etal. Modeled PM2.5 removal by trees in ten US cities and associated health effects[J]. Environmental Pollution, 2013, 178:395-402.
[3]施慧，王天培等.关于PM2.5的影响因素和解决办法[J].科技创新导报，2015,NO.05:103-106.
[4]刘娜，冯新斌，Landis Matthew，陈卓，仇广乐.贵阳市大气颗粒物（PM2.5）污染特征及气象参数的影响[J].地球与环境，2014，42（3）：311-315.
[5]张怡文，倪标等，合肥地区PM2.5及污染物季节相关性分析[J].蚌埠学院学报，2018（7）2：19-22.
基金项目：福建水利电力职业技术学院院级课题（课题编号：XY1501B）
作者简介：马广恩（1984——），男，河南汝南人，讲师，硕士，主要从事测绘地理信息的教学和研究.