[摘 要]本文利用2016年大连市的每日平均监测数据，研究了大连市大气污染颗粒，包括PM10和PM2.5浓度的周循环变化规律，以及春节、国庆节两个七天长假日期间和假日前后的污染物浓度变化的差异。结果表明，大连市大气污染颗粒物（PM10、PM2.5）在分季节分布研究中基本表现出正的周末效应，即周末均值大于工作日。春节期间的大气污染物浓度均值大于春节前后，可能与我国春节期间有燃放烟花爆竹的习俗有关。而国庆期间则表现出轻微的负周末效应，可能与国庆期间车流量变化和部分工厂休息有关。
[关键词]大连 空气污染物 PM2.5 PM10 周末 节假日
中图分类号：TH54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0124-02
引言：
“周末效应”最初是在研究股票收益率的周内异常波动规律时提出的，并被逐步引用到各类不同的研究领域中，以研究要素在周循环中的变化特征[1]。近年来，随着人们对人类活动和空气污染间的关系研究的日益深入，“周末效应”的概念也因此被引入空气污染领域。人类生活规律可能对城市空气污染排放产生一定影响，在周末和节假日，市民生活规律与平时工作日期间有所不同，从而可能对空气污染物排放的变化特征或者总量造成影响。因此，本文通过2016年大连市的大气日平均资料，对污染物在工作日、周末、节假日的浓度变化特征进行分析，研究人类的生产生活方式及生活规律对污染物浓度和空气质量的影响.
1、研究区介绍
大连市位于辽东半岛最南端，是辽中南和环渤海工业经济地带的核心城市之一。随着城市经济的快速发展和城市规模的不断扩大，其空气污染问题也日益严峻。观测表明，近年来大连市区空气中PM2.5年均值均大于50μg/m3，远超世界卫生组织推荐安全值（10μg/m3），对人体健康可能会造成一定程度的影响。截止2016年10月，大连市机动车保有量已經高于150万，年平均增长率超过12%，人类活动对空气污染物的影响日益加强且显著。如何在城市发展中改善大气环境质量，有效防治大气污染并制定优化控制措施是大连市在城市发展中所面临的重要问题。
2、资料和方法
2.1 研究数据来源
本文使用中国空气质量在线监测分析平台公布的历史数据，包括历史天气数据和历史空气质量数据，其中，历史天气数据包括每日最高气温、最低气温、天气和风向风力，历史空气质量数据具体包括日均AQI，PM2.5，PM10，S02，N02，O3，和CO，本文使用其中PM2.5和PM10数据。数据的时间为2016年1月1日-2016年12月31日。
2.2 数据处理方法
考虑到我国春节和“十一”的七天长假，以及元旦、清明、劳动节、端午节、中秋节的三天小长假中存在调休，因此在整体统计时做以下划分：将放假的日期均定义为周日，并将长假前后调整的需要上班的周末定义为周一，以便于统计。经处理，将2月6日（星期六）、2月14日（星期日）、4月2日（星期六）、4月30日（星期六）、6月12日（星期日）、9月18日（星期日）、10月8日（星期六）、10月9日（星期日）定义为周一，1月1日～3日、2月7日～13日、4月3日～5日、5月1日～3日、6月9日～6月11日、9月15日～9月17日、10月1日～10月7日定义为周日。
2.3 研究数据质量控制
本文主要研究对象为由于人类活动而产生的空气污染变化的周末效应，而空气污染变化其本身的变化规律，并受气象条件影响，与气象条件和季节变化有较高的相关性，周末效应仅为在固有规律变化的影响下有一定增加或减弱的作用。例如寒潮会明显使空气污染指数增大，周末效应不能改变这种大趋势，只能让这种增大的趋势能起到减弱或增加的作用。因此为更好反映出空气污染的周末效应，本文剔除掉空气污染指数大于150（中度污染以上）的日期，总计有13组样本，这几组样本全都为11月至4月这些容易出现寒潮以及集中供暖的月份.剔除后数据样本数由原366减少为353个。
2.4 周末效应指数的定义
前人研究中多以某一要素的周末效应指数为该要素周末（周六和周日）的平均值减去工作日（周一到周五）的平均值作为衡量周末效应的指标，当该值大于0时，表示该要素周末平均值高于工作日；小于0时则相反。而本文为了方便对比不同的空气污染要素的变化情况，将周末效应指数做了一定改进，使其无量纲化，定义其为周末（周六和周日）的平均值减去工作日（周一到周五）的平均值再除以总体均值
其中，其中D周末为某个要素浓度的周末均值，D周末为工作日均值，而表示该类污染要素对应的某段时间周期内的总体均值，W即为本文所定义的周末效应指数。当W>0时，表示该要素周末平均值高于工作日；W<0时则相反。
3、大连市空气污染变化周末效应分析
3.1 “周末效应”的季节分布分析
由于污染排放、气象条件等要素的影响，空气污染物的浓度变化在不同季节中变化较大。因此，本文对各类空气污染物的周末效应情况分季节进行分析讨论。图1为春夏秋冬四个季节中，空气污染物周末效应指数的分布折线图。其中，不同的折线代表不同类别的空气污染物，横轴对应四个季节，纵轴是周末效应指数值。由图1可知，PM2.5、PM10、在春季均表现出正的周末效应，即周末平均浓度要大于工作日浓度，并且PM2.5和PM10表现出了较为一致的变化趋势；夏季，各类大气污染颗粒物的周末效应指数的绝对值普遍偏小，可视为周末效应不显著，其中PM10表现出正的周末效应，而PM2.5则相反；秋季，PM2.5、PM10的周末效应指数均为正；值得注意是，冬季所有类别的空气污染物周末效应指数均为正，指数值总体偏高，PM2.5和PM10的数值远远大于其他三个季节，这说明在冬季，空气污染物的周末效应较为显著。
在大多数空气污染物浓度变化的“周末效应”的研究中，污染物浓度表现出负的周末效应，一般认为是与工业生产及人类出行活动的变化有关[2]。而大连市2016年的大气污染颗粒物浓度变化则表现出普遍存在正的周末效应的特性，尤其在冬季，该效应较其他三个季节更为明显。初步推测可能与大连市部分地区实行工作日单双号限行以及冬季存在市民周末在家中活动时长时间高频率地使用较高功率的电器有关。更具体的原因需要结合更为详细的大气污染颗粒物浓度变化数据以及城市供电量数据进行深入分析研究，因此在此暂不做讨论。
3.2 典型假日的“周末效应”分析
春节和国庆节是我们国家最为重要，并且放假時间最长的两个节日。这两个节日会有长达7天的假日，这为研究我们假日期间各类空气污染物浓度变化特征提供了便利条件，因此，本文选取这两个假日的前后共12天的工作日作为非假日数据样本，并据此对假日和非假日的各类空气污染物浓度进行比较分析。
由表2可以看到，春节和春节前后的非假日期间，大连市空气污染颗粒物PM10和PM2.5的周末效应指数均为正值，且数值较大，说明春节期间大气污染表现出较为明显的正周末效应，即七天长假中的大气污染颗粒物浓度高于假日前后。这可能与我国民众在春节期间有燃放烟花爆竹庆祝新年到来的习俗，官方亦有固定的烟火表演活动有关。并且，春节期间大连市主要为西风或西南风向，正处于京津冀的下风向，可能受到一定京津冀的灰霾污染的影响。另外，由于冬季气候干燥，逆温天气出现的频率较多，气象条件不利于大气污染物扩散，一旦空气污染加剧，就会造成较为严重的影响。
国庆假日期间大连市空气污染颗粒物PM10和PM2.5浓度表现出轻微的负周末效应，国庆假日的空气污染颗粒物PM10和PM2.5的浓度低于假日前后。国庆期间，由于大部分工厂都会根据自身状况进行一定休假，因此工业燃煤污染排放可能会低于平日。另外，由于长假休息期间，由于市民上下班的所造成的车流量会有所减小，因此机动车尾气排放导致的大连空气污染颗粒物PM10和PM2.5浓度变化会相对减弱，从而可能造成国庆假日期间的空气污染颗粒物PM10和PM2.5浓度要略低于假日前后。
4、结论
1）2016年，大连市空气污染颗粒物PM10和PM2.5基本表现出正的周末效应，两类颗粒物的变化趋势基本一致，并且该效应在冬季较其他三个季节更为明显。
2）烟花爆竹集中燃放的影响使PM10和PM2.5的浓度在春节期间高于春节假日前后，而国庆节期间PM10和PM2.5的浓度则要小于非国庆期间，推测与国庆期间部分工厂休息以及长假中的车流量的变化有关。在针对假日的研究本文中发现，国庆节和春节的空气污染颗粒物PM10和PM2.5浓度出现了相反的变化规律，而这种不同的变化规律能够一定程度上与人为污染源排放的变化对应，这说明了人类活动对污染物浓度变化具有一定的影响力。
参考文献
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[2] 章志芹，唐健，汤剑平.无锡空气污染指数、气象要素的周末效应[J].南京大学学报（自然科学），2007，43（6）：643-654.
[3] 阎守政，纪德钰，李丹，等.大连市区空气中颗粒物（PM10和PM2.5）污染原因分析[J].中国环境管理干部学院学报，2015（4）：53-55.
[4] 雷瑜，张小玲，唐宜西，等.北京城区PM2.5及主要污染气体“周末效应”和“假日效应”研究[J].环境科学学报，2015，35（5）：1520-1528.
[5] 城市地区PM2.5周末效应的初步研究[J].地球环境学报，2015，6（4）：224-230.
作者简介
王琪智，男，1999年7月1曰出生，籍贯：山东烟台，单位：大连市育明高级中学，邮编：116023。
