广义加性模型研究青岛沿海夏季大气汞的质量浓度变化特征

摘要

为研究青岛沿海大气汞的污染特征，解析污染源和气象条件的影响，于2023年夏季在青岛小麦岛开展了气态总汞（total gaseous mercury, TGM）的在线监测，构建广义加性模型（generalized additive model, GAM）,以研究TGM质量浓度与空气污染物浓度和气象参数的线性与非线性关系。结果表明，TGM质量浓度为（2.94±0.75）ng·m^-3,范围为1.74～6.49 ng·m^-3,属中等污染水平。TGM受人为源排放、气象条件以及海陆风因素影响显著。单因素GAM模型结果表明，CO质量浓度、相对湿度（relative humidity,RH）和海平面气压（P₀）对TGM质量浓度变化影响较大，且CO和NO_x质量浓度与TGM之间呈现递增关系，表明人为源排放对TGM有显著贡献；而RH和P₀与TGM之间呈递减关系，代表有利的气象条件对TGM的稀释或扩散作用。常规污染物-气象参数多因素GAM模型进一步提高拟合效果，对TGM质量浓度变化的解释度达到84.6%。空气污染物质量浓度与风向（wind direction,WD）、RH和边界层高度（boundary layer height, BLH）存在明显的交互作用。本研究可视化定量分析各因素及其交互作用对青岛沿海TGM质量浓度变化的影响，揭示污染传输和气象条件的共同作用，对沿海大气汞循环理解和污染控制有重要意义。

关键词

大气汞 / 广义加性模型 / 人为排放 / 气象因素 / 交互作用