2014年天津武清區(qū)大氣污染觀測研究

宋志偉

摘 要：利用2014年武清區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析研究了武清區(qū)PM10、PM2.5、SO2、NO2等典型大氣污染物濃度水平和變化特征。結(jié)果表明：主要污染物2014年P(guān)M10、PM2.5污染較嚴(yán)重。年均濃度分別為141 μg/m3和92 μg/m3，超標(biāo)1.0倍和1.6倍。冬季采暖燃煤致使SO2濃度水平明顯高于其他非采暖季節(jié)。大氣中SO2年均值為43 μg/m3，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，全年日均濃度超標(biāo)率僅為2.6%。SO2濃度季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季>春季>秋季>夏季，冬季采暖燃煤造成SO2濃度水平明顯高于其他非采暖季節(jié)。NO2年均值51 μg/m3，超標(biāo)0.27倍，全年NO2超標(biāo)率為16%。

關(guān)鍵詞：武清區(qū) 大氣污染物 觀測

中圖分類號：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0061-02

可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）等是影響城市環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染物。由于它們在大氣物理化學(xué)中的作用及其生態(tài)、氣候和人體健康效應(yīng)而受到科研人員和普通市民的廣泛關(guān)注。京津冀地區(qū)是我國高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)社會的不平衡發(fā)展，城市機(jī)動車保有量的增加，造成該區(qū)域大氣污染呈現(xiàn)高顆粒物濃度與高臭氧濃度并存的大氣復(fù)合污染特征[1-2]。位于京津之間的武清區(qū)是京津冀協(xié)同發(fā)展、京津雙城聯(lián)動發(fā)展的核心區(qū)域，區(qū)域面積1 574 km2，常住人口110萬。近年來，武清區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，城區(qū)人口高度聚集，能源消費(fèi)和機(jī)動車保有量增加迅速。武清區(qū)的環(huán)境大氣質(zhì)量狀況不僅影響到當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活，且與北京大氣質(zhì)量聯(lián)系也較為密切。因此對天津武清區(qū)近地面PM10、PM2.5、SO2、NO2等大氣污染物的綜合研究具有重要的意義。

該研究利用2014年1月～12月天津武清區(qū)大氣污染物實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析武清地區(qū)典型大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的濃度水平，討論不同季節(jié)污染物濃度變化特征的差異，評估該地區(qū)的大氣污染現(xiàn)狀，以期為武清大氣污染監(jiān)測與治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與評價(jià)方法

1.1 主要大氣污染物自動監(jiān)測數(shù)據(jù)

主要大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2的濃度數(shù)據(jù)來自武清區(qū)泉州南路大氣自動監(jiān)測站點(diǎn)的常規(guī)觀測，時(shí)間范圍是2014年1月1日～12月31日。泉州南路采樣點(diǎn)位于武清中心城區(qū)，周邊主要為住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)，鄰近城市主干道，人口較密集，可作為典型城市監(jiān)測點(diǎn)的代表。按照氣象學(xué)上分類，3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月、1月和2月為冬季。

1.2 評價(jià)方法

環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)及大氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NO2超標(biāo)情況評價(jià)采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）。

2 結(jié)果分析

2.1 2014年P(guān)M10、PM2.5等顆粒物濃度水平與季節(jié)變化

PM10（可吸入顆粒物）是影響我國北方城市大氣質(zhì)量的首要污染物，其在城市的來源廣泛，主要包括燃煤、機(jī)動車排放、工業(yè)粉塵、揚(yáng)塵（建筑施工、道路等）、土壤風(fēng)沙塵等[3]。2014年P(guān)M10污染較嚴(yán)重，日均值變化范圍為5～511 μg/m3，

年均值141 μg/m3，超標(biāo)國家二級標(biāo)準(zhǔn)1.0倍，全年P(guān)M10超標(biāo)率為35%。PM10季節(jié)變化表現(xiàn)為：夏季（6月、7月、8月）PM10濃度最低，平均為105 μg/m3，其次為秋季，平均濃度為120 μg/m3，春季PM10平均濃度為156 μg/m3，冬季污染最嚴(yán)重，PM10均值濃度達(dá)到180 μg/m3（圖1）。

PM2.5（細(xì)顆粒物）是環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，是大氣復(fù)合型污染最重要的特征污染物。武清區(qū)2014年P(guān)M2.5日均值變化范圍為4～375 μg/m3，年均值92 μg/m3，超標(biāo)國家二級標(biāo)準(zhǔn)1.6倍（圖1），全年P(guān)M2.5超標(biāo)率達(dá)到51%，明顯高于PM10。PM2.5各季節(jié)均值濃度順序依次為：冬季（118 μg/m3）>春季（99 μg/m3）>秋季（86 μg/m3）>夏季（64 μg/m3）。為分析粗粒子（PM2.5-10）、細(xì)粒子（PM2.5）對PM10的質(zhì)量濃度貢獻(xiàn)，計(jì)算了PM2.5與PM10平均比值為0.64（圖1），說明PM10的質(zhì)量濃度主要集中在PM2.5以下。由于PM2.5粒子體積小，重量輕和數(shù)量多，干濕沉降過程對其清除效率低，導(dǎo)致其在大氣中停留時(shí)間長，輸送距離遠(yuǎn)，影響范圍很大，表現(xiàn)為一種區(qū)域性污染物。

2.2 2014年SO2、NO2等氣態(tài)大氣污染物濃度水平和季節(jié)變化

大氣中SO2主要來源是化石燃料（煤、石油和天然氣）的燃燒，其中煤燃燒產(chǎn)生的SO2要遠(yuǎn)高于其他燃料。2014年SO2日均值變化范圍為3～188 μg/m3，年均值43 μg/m3，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)（60 μg/m3），全年SO2日均濃度超標(biāo)率僅為2.6%。SO2濃度季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季（87 μg/m3）>春季（37 μg/m3）>秋季（30 μg/m3）>夏季（16 μg/m3）。冬季SO2濃度分別是春季、秋季和夏季的2.4倍、5.4倍和2.9倍。顯然冬季采暖燃煤造成了SO2大量排放，致使冬季SO2濃度水平明顯高于其他非采暖季，也提示武清區(qū)冬季燃煤控制的重要性。

NO2是對流層大氣中的重要痕量氣體，是臭氧和其他光化學(xué)二次污染物的重要前體物[4]。NO2通過光化學(xué)反應(yīng)生成的硝酸根是PM2.5的重要化學(xué)組分[5]。在城市中汽車尾氣排放對對流層的NO2濃度有很大貢獻(xiàn)，使得中心城區(qū)NO2濃度顯著高于郊區(qū)。2014年NO2日均值變化范圍為5～151 μg/m3，年均值51 μg/m3，超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)（40 μg/m3）0.27倍，全年NO2超標(biāo)率為16%。NO2季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季的NO2平均濃度最高，為66 μg/m3；春季和秋季的NO2濃度水平比較接近，分別為51 μg/m3和47 μg/m3；夏季的NO2平均濃度最低，為38 μg/m3，冬季NO2濃度是夏季的1.7倍。冬季采暖燃煤與機(jī)動車排放、不利的氣象條件可能是造成NO2濃度高值的重要原因，而夏季降水頻繁、湍流活動旺盛等氣象條件更有利于污染物擴(kuò)散清除。

3 結(jié)論

（1）武清區(qū)2014年P(guān)M10、PM2.5污染較嚴(yán)重。年均濃度分別為141 μg/m3和92 μg/m3，超標(biāo)1.0倍和1.6倍。全年P(guān)M10超標(biāo)率為35%，PM2.5超標(biāo)率達(dá)到51%。冬季是PM10和PM2.5污染最重的季節(jié)，而夏季PM10、PM2.5濃度水平均最低。全年P(guān)M2.5與PM10平均比值為0.64，說明PM10的質(zhì)量濃度主要集中在PM2.5以下。

（2）2014年武清區(qū)大氣中SO2年均值為43 μg/m3，達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，全年日均濃度超標(biāo)率僅為2.6%。SO2濃度季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季>春季>秋季>夏季，冬季采暖燃煤造成SO2濃度水平明顯高于其它非采暖季節(jié)。NO2年均值51 μg/m3，超標(biāo)0.27倍，全年NO2超標(biāo)率為16%。冬季的NO2濃度最高，春季和秋季濃度水平比較接近，夏季的NO2濃度最低。

參考文獻(xiàn)

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