2017年沙塵天氣對濟(jì)源市空氣質(zhì)量的影響及分析

王　芳　張小東　王紅果

（濟(jì)源市環(huán)境監(jiān)測站 河南濟(jì)源 459000）

引言

沙塵是指風(fēng)將地面塵土、沙粒卷入空中，使空氣混濁的一種天氣現(xiàn)象的統(tǒng)稱，包括浮塵、揚沙、沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴和特強(qiáng)沙塵暴[1]。沙塵有發(fā)生、發(fā)展、消失的天氣過程，是一種災(zāi)害性的天氣現(xiàn)象，是人類不適當(dāng)?shù)幕顒訉ψ匀画h(huán)境干擾的結(jié)果。近些年來，我國北方經(jīng)常出現(xiàn)沙塵天氣，對人們的生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重影響，同時也是影響我國大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素[2]。

1　評價標(biāo)準(zhǔn)和判定依據(jù)

1.1　評價標(biāo)準(zhǔn)

沙塵天氣對城市空氣質(zhì)量的影響主要是顆粒物濃度，尤其是對可吸入顆粒物（PM10）的影響，評價標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）[3]和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（實行）》（HJ633-2012）[4]。

1.2　沙塵判定依據(jù)

依據(jù)環(huán)境保護(hù)部環(huán)辦監(jiān)測[2016]120號，關(guān)于印發(fā)《受沙塵天氣過程影響城市空氣質(zhì)量評價補充的規(guī)定》的通知

1.2.1起始時間判定

（1）城市PM10小時平均濃度大于等于前6個小時PM10平均濃度的2倍且大于150微克/立方米作為受影響起始時間；

（2）城市PM2.5與PM10小時濃度比值小于等于前6個小時比值平均值的50%作為受影響起始時間。

1.2.2結(jié)束時間判定

以城市PM10小時平均濃度首次降至與沙塵天氣前6個小時PM10平均濃度相對偏差小于等于10%作為沙塵天氣影響結(jié)束時間的判定依據(jù)。

2　對濟(jì)源市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響

2.1　沙塵天氣發(fā)生次數(shù)和影響過程分析

2017年，受西部、北部和東北沙塵、浮沉傳輸影響，濟(jì)源市共出現(xiàn)6次沙塵、浮沉天氣過程。分別是2017年1月26日至1月27日、3月12日、4月17日至18日、5月4日至7日、5月13日至5月14日、12月30日共計12天。具體影響過程詳見下面表1：

第一次沙塵過程于1月26日14時至27日16時，持續(xù)時間約27小時，在此期間，PM10濃度峰值為440μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）1.93 倍；PM2.5 濃度峰值為 161μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）1.15倍，PM2.5/PM10比值為0.44。

第二次沙塵過程于3月12日15時至當(dāng)日22時，持續(xù)時間約8小時，在此期間，PM10濃度峰值為201μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）0.34 倍；PM2.5 濃度峰值為 124μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）0.65倍，PM2.5/PM10比值為0.79。

第三次沙塵過程于4月16日22時至18日11時，持續(xù)時間約37小時，在此期間，PM10濃度峰值為500μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）2.33 倍；PM2.5 濃度峰值為 125μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）0.68倍，PM2.5/PM10比值為0.45。

第四次沙塵過程于5月4日9時至5月7日24時，持續(xù)時間約88小時，在此期間，PM10濃度峰值為1346μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）7.97 倍；PM2.5 濃度峰值為 445μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）4.93倍，PM2.5/PM10比值為0.34。

第五次沙塵過程于5月13日12時至5月14日15時，持續(xù)時間約28小時，在此期間，PM10濃度峰值為437μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）1.91 倍；PM2.5 濃度峰值為 82μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）0.09倍，PM2.5/PM10比值為0.30。

第六次沙塵過程于12月30日16時至當(dāng)日19時，持續(xù)時間約4小時，在此期間，PM10濃度峰值為288μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）0.92 倍；PM2.5 濃度峰值為 32μg/m3，未超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）PM2.5/PM10比值為0.11。

表1　沙塵天氣影響過程匯總表單位：μg/m3

2.2　沙塵天氣對空氣質(zhì)量評價的影響

2017年，濟(jì)源市受浮沉、沙塵影響匯總表見表2。

表2　濟(jì)源市2017年受浮沉、沙塵影響匯總表單位：μg/m3

2.2.1沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的影響

絕對貢獻(xiàn)(PC)全部數(shù)據(jù)用包含沙塵天氣影響與剔除沙塵天氣影響后的ρ(PM10或PM2.5)之差來表示沙塵天氣對大氣環(huán)境質(zhì)量的絕對貢獻(xiàn)[5]，即:

式中:PCID為包含沙塵天氣影響的ρ(PM10或PM2.5)月均值，μg/m3；PCED為剔除沙塵影響后的ρ(PM10或PM2.5)月均值。

從表3 2017年沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的絕對貢獻(xiàn)可以看出：2017年濟(jì)源市受沙塵天氣影響大多是在春季的3-5月份，其次是冬季的1月和12月。持續(xù)時間最長、影響最重的是5月份，其次是4月份。沙塵天氣對5月份PM10濃度的絕對貢獻(xiàn)達(dá)28μg/m3、對4月份PM10濃度的絕對貢獻(xiàn)為6μg/m3；但是受沙塵影響期間對PM2.5的絕對貢獻(xiàn)并不顯著。

表3　2017年沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的絕對貢獻(xiàn)單位：μg/m3

2.2.2沙塵天氣對PM10、PM2.5年均值的影響

根據(jù)濟(jì)源市空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017年濟(jì)源市扣除沙塵前PM10年均值為115μg/m3、PM2.5年均值為66μg/m3；扣除沙塵后PM10年均值為111μg/m3、PM2.5年均值為65μg/m3?？梢娚硥m天氣的發(fā)生對城市PM10的影響尤為突出，對PM10年均濃度的絕對貢獻(xiàn)達(dá)4μg/m3，對PM2.5年均濃度的絕對貢獻(xiàn)為1μg/m3。

2.2.3沙塵天氣對輕度以上污染天氣的影響

2017年全年濟(jì)源市出現(xiàn)輕度污染98天、中度污染25天、嚴(yán)重污染5天。受沙塵傳輸影響期間，其中輕度污染8天、中度污染2天、嚴(yán)重污染1天。占輕度污染、中度污染、嚴(yán)重污染的比例依次為8.2%、8.0%、20%。詳細(xì)情況見下表4。

表4　濟(jì)源市2017年沙塵天氣期間與全年有效監(jiān)測期間污染天氣級別對比表

3　預(yù)防措施

（1）評價制度及方法的改進(jìn)：基于沙塵天氣對空氣質(zhì)量的影響，因此在對某個地區(qū)或區(qū)域進(jìn)行空氣質(zhì)量評價、地方環(huán)境目標(biāo)的設(shè)置及考評時，要客觀、公正的考慮沙塵的影響。

（2）建設(shè)區(qū)域群防群治體系，建立生態(tài)防護(hù)制度，建設(shè)沙區(qū)防護(hù)林體系，加大植樹、造林面積，增加森林覆蓋率，改善水土流失、從源頭上治理沙塵，減少沙塵發(fā)生率。

（3）制定預(yù)警響應(yīng)機(jī)制，根據(jù)沙塵的強(qiáng)度、影響范圍及來源，提前采取管控措施。根據(jù)濟(jì)源市源清單和源解析分析結(jié)果表明，揚塵源對PM10的貢獻(xiàn)為23.9%。因此必須加大城市揚塵管控力度,嚴(yán)格落實施工工地周邊圍擋、完善料堆的密閉、道路及拐角積塵的清潔、加強(qiáng)對裸露地表及土方苫蓋保濕等工作。

結(jié)語

2017年，濟(jì)源市先后出現(xiàn)6次12天的沙塵天氣過程。春季3至5月份最為頻繁，其次是冬季的1月和12月。其中持續(xù)時間最長、影響最重的是5月4日至7日的沙塵天氣過程，持續(xù)時間約88小時，PM10濃度峰值為1346μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（150μg/m3）7.97倍；PM2.5 濃度峰值為 445μg/m3，超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)（75μg/m3）4.93倍。沙塵天氣對5月份PM10、PM2.5濃度的絕對貢獻(xiàn)達(dá)28μg/m3和 6μg/m3。對 PM10 、PM2.5 年均濃度的絕對貢獻(xiàn)達(dá) 4μg/m3和 1μg/m3。

從每次的沙塵影響過程和對月均值的絕對貢獻(xiàn)、年均值的絕對貢獻(xiàn)分析可以看出，沙塵天氣對濟(jì)源市環(huán)境空氣質(zhì)量中的PM10濃度影響最為顯著，而對PM2.5濃度的影響并不明顯。這說明每次沙塵過程主要是由大顆粒物組成。其次，沙塵天氣對濟(jì)源市的污染天數(shù)影響比較突出，輕度以上污染天數(shù)顯著增加。

[1]環(huán)境保護(hù)部環(huán)辦監(jiān)測[2016]120號，關(guān)于印發(fā)《受沙塵天氣過程影響城市空氣質(zhì)量評價補充的規(guī)定》的通知[K].

[2]李亮.2005-2010年沙塵天氣影響我國城市環(huán)境空氣質(zhì)量分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2013,29（3）：15-19.

[3]GB3095-2012，《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[S].

[4]HJ663-2012，《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》[S].

[5]陳躍浩，高慶先等.沙塵天氣對大氣環(huán)境質(zhì)量影響的量化研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2013，26（4）：364-369.

[6]李錦倫.沙塵暴對黃石市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響及應(yīng)對措施[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2003，26增刊：47-49.

[7]徐鳴.一次特大沙塵暴對烏魯木齊市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響分析[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，2002，16（3）：139-144.