宜昌市城區(qū)典型灰霾日PM25污染特征研究

謝伶莉等

摘要：對(duì)2013年白龍崗站點(diǎn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和手工采集的PM25中水溶性陰離子進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：宜昌市城區(qū)灰霾發(fā)生頻率較高，PM25為首要污染物，冬季灰霾天數(shù)和PM25月均值最高，夏季最低；在典型灰霾日，PM25、PM10、SO2和NO2具有相同的變化趨勢(shì)，在污染物排放總量不改變的情況下，短暫降雨難以從本質(zhì)上改變灰霾狀態(tài)；NO-3和SO2-4是PM25中的主要水溶性離子，其灰霾日的質(zhì)量濃度高于非灰霾日，工業(yè)區(qū)高于商業(yè)區(qū)；灰霾日NO-3/ SO2-4的比值大于非灰霾日，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣對(duì)灰霾的形成影響較大。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；灰霾；PM25；污染特征

1引言

灰霾是氣溶膠細(xì)顆粒在不利氣象條件下形成的一種復(fù)合型污染現(xiàn)象，其最直觀(guān)表現(xiàn)是造成大氣混濁、視野模糊、水平能見(jiàn)度惡化，對(duì)人體健康危害極大[1～3]。自2012年實(shí)施新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）以來(lái)，全國(guó)各地空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及AQI不容樂(lè)觀(guān)。環(huán)保部發(fā)布的《2013年上半年全國(guó)環(huán)境質(zhì)量狀況》顯示，“三步走”實(shí)施方案中的京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等“第一步”實(shí)施城市超標(biāo)天數(shù)比例為452%，首要污染物為PM25的天數(shù)占污染總天次的634%?？梢?jiàn)PM25是評(píng)價(jià)灰霾復(fù)合型污染的一個(gè)主要特征量。

宜昌市作為國(guó)家環(huán)保模范城市和重點(diǎn)城市，屬于“第二步”實(shí)施地區(qū)，自2013年起實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)。目前，關(guān)于宜昌市執(zhí)行新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)的灰霾研究文獻(xiàn)較少，該研究對(duì)白龍崗國(guó)家站點(diǎn)試運(yùn)行獲取的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)灰霾日和非灰霾日手工采樣獲取的PM25中水溶性陰離子采用離子色譜法進(jìn)行分析，探討宜昌市城區(qū)PM25總體變化規(guī)律及典型灰霾日污染特征。

2PM25總體變化規(guī)律

白龍崗站點(diǎn)（按照新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)）2013年1月1日～12月31日試運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示宜昌市城區(qū)首要污染物為PM25，其超標(biāo)天數(shù)占有效監(jiān)測(cè)天數(shù)的比例為547%。如圖1所示，宜昌市城區(qū)灰霾發(fā)生頻率較高，其中：冬季（12月、1月、2月）、3月和10月屬于灰霾頻發(fā)期，因降水頻次較少和不利擴(kuò)散氣象條件所致，超過(guò)一半的天數(shù)出現(xiàn)灰霾；春季（4月、5月）和秋季（9月、11月）次之，有超過(guò)1/3的天數(shù)出現(xiàn)灰霾；夏季因降雨和雷暴天氣增多，灰霾出現(xiàn)較少，7月和8月發(fā)生頻率最低，與付曉輝[4]等對(duì)宜昌市近53年（1955～2007 年）霾月際變化規(guī)律的研究結(jié)果基本一致。

5結(jié)語(yǔ)

（1）宜昌市城區(qū)灰霾發(fā)生頻率較高，首要污染物為PM25，其中：冬季（12月、1月、2月）、3月和10月屬于灰霾頻發(fā)期，因降水頻次較少和不利擴(kuò)散氣象條件所致，超過(guò)一半的天數(shù)出現(xiàn)灰霾；春季（4月、5月）和秋季（9月、11月）次之，有超過(guò)1/3的天數(shù)出現(xiàn)灰霾；夏季因降雨和雷暴天氣增多，灰霾出現(xiàn)較少，7月和8月發(fā)生頻率最低。

灰霾天數(shù)與PM25監(jiān)測(cè)結(jié)果超標(biāo)天數(shù)成線(xiàn)性正相關(guān)，以PM25超標(biāo)代表灰霾具有顯著意義。PM25月均值出現(xiàn)峰值的時(shí)間與灰霾發(fā)生頻率的峰值時(shí)間相對(duì)應(yīng)。

（2）在典型灰霾日，短期降雨等有利氣象條件對(duì)灰霾的改善具有一定的作用，但具有局限性，由于空氣中大量污染物的長(zhǎng)時(shí)間積累，在污染物排放總量不改變的情況下，降雨難以從本質(zhì)上改變灰霾狀態(tài)，一旦停雨立即反彈。

PM25與PM10具有同規(guī)律變化趨勢(shì)，PM25/PM10為074～096，高于同期北京的比值，與武漢相近，PM25成為PM10的重要組成部分。

SO2和NO2日均濃度均較高，超標(biāo)率分別達(dá)81%和56%，峰值變化趨勢(shì)與PM25基本一致。30日最大8h平均值有雖有小幅度波動(dòng)，但均低于標(biāo)準(zhǔn)限值，可能與冬季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度低有關(guān)。

（3）灰霾日PM25主要來(lái)自人為污染源。硝酸鹽和硫酸鹽是PM25中的主要水溶性離子，其灰霾日的質(zhì)量濃度高于非灰霾日；工業(yè)區(qū)硝酸鹽和硫酸鹽的質(zhì)量濃度均高于商業(yè)區(qū)；灰霾日硝酸鹽/硫酸鹽的比值大于非灰霾日。

宜昌市呈現(xiàn)出工業(yè)污染和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染的復(fù)合污染特征，且機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染所占的比重相對(duì)較大。尤其是灰霾日硝酸鹽/硫酸鹽的比值接近1，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣對(duì)灰霾的形成影響較大。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和固定污染源應(yīng)作為宜昌市大氣細(xì)顆粒物污染防治的重點(diǎn)。

因該研究暫未對(duì)PM25中其它組分進(jìn)行分析，缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)開(kāi)展進(jìn)一步源解析，這將成為下一步的研究重點(diǎn)，以期為宜昌市城區(qū)灰霾污染的防治提供具有指導(dǎo)性的支撐作用。

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[9] 陳純，朱澤軍，劉丹，等鄭州市大氣PM25的污染特征及源解析[J]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013，29（5）：47～52

Abstract： This article analyzes the data from air quality automation monitoring system in Bai Longgang and water soluble ions in PM25 by manual samplingin 2013The results indicate that smogappears frequently in Yichang City，and PM25is its primary pollutants；the smog frequency and PM25 value in winter are maximum，while in summer are minimum；PM25，PM10，SO2 and NO2 have the same variation trend；if total pollutant emissions are unchanged，smog can not beeliminated by short rains；NO3- and SO42-are the main water soluble ions，both of which concentration in smog daysare higher than in non-smog days，and inindustrial zoneare higher than in commercial district；NO3-/ SO42-in smog days is also higher in non-smog days；the off gases of motor vehicles have important influences on the smog formation

Key words：air quality；smog；PM25；pollution characteristicsendprint

[6] 湖北省環(huán)境保護(hù)廳2013年上半年湖北省環(huán)境質(zhì)量狀況[R]武漢：湖北省環(huán)境保護(hù)廳公告，2013年第1號(hào)

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Key words：air quality；smog；PM25；pollution characteristicsendprint

[6] 湖北省環(huán)境保護(hù)廳2013年上半年湖北省環(huán)境質(zhì)量狀況[R]武漢：湖北省環(huán)境保護(hù)廳公告，2013年第1號(hào)

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Abstract： This article analyzes the data from air quality automation monitoring system in Bai Longgang and water soluble ions in PM25 by manual samplingin 2013The results indicate that smogappears frequently in Yichang City，and PM25is its primary pollutants；the smog frequency and PM25 value in winter are maximum，while in summer are minimum；PM25，PM10，SO2 and NO2 have the same variation trend；if total pollutant emissions are unchanged，smog can not beeliminated by short rains；NO3- and SO42-are the main water soluble ions，both of which concentration in smog daysare higher than in non-smog days，and inindustrial zoneare higher than in commercial district；NO3-/ SO42-in smog days is also higher in non-smog days；the off gases of motor vehicles have important influences on the smog formation

Key words：air quality；smog；PM25；pollution characteristicsendprint