2016年興義市細顆粒物時空分布特征研究

賈國山

（興義市環(huán)境監(jiān)測站， 貴州 興義 562400）

近年來，隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展、城市化進程的加快和工業(yè)規(guī)模的擴大，大氣污染形式日益嚴峻[1-2]。以細顆粒物PM2.5為主導因素的空氣污染現(xiàn)象日益突出，對公眾健康構成較大威脅[3]。PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學粒徑≤2.5μm的顆粒物，也稱為細顆粒物，它的直徑約為人的頭發(fā)絲直徑的1/20[4]，它由一次微粒和二次微粒組成。2016年1月1日起在全國實施的GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》[5]將PM2.5納入常規(guī)環(huán)境空氣質(zhì)量評價，這也是我國首次制定PM2.5標準。

興義市在貴州省的西南部，是貴州省黔西南州的州府所在地，興義市距貴陽市有三百多公里，是貴州省第三大中心城市，中國西南出海大通道上的重要節(jié)點城市，是中國—東盟自由貿(mào)易區(qū)的前沿窗口、貴州精神的發(fā)源地。地形屬典型的低緯度高海拔山區(qū)。整個地形西高東低，北高南低，即低山侵蝕山地峽谷區(qū)，從自然地理條件上看大氣污染物擴散條件偏差；全市40多萬人口、20多萬輛機動車以及大量的房地產(chǎn)建設、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、服務活動造成污染物排放總量偏大。隨著城市的發(fā)展，大氣污染呈良的態(tài)勢[6]。

本文利用2016年興義市環(huán)境保護監(jiān)測站監(jiān)測的PM2.5濃度數(shù)據(jù)，針對興義市2016年PM2.5的基本污染水平、時間分布、空間分布等多個方面展開分析，系統(tǒng)總結興義市PM2.5污染的各類特征，為更好開展城市PM2.5預測預報工作，為管理部門提供準確、及時、全面的信息提供參考依據(jù)。

一、監(jiān)測布點和監(jiān)測方法

1.監(jiān)測布點

興義市空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)由4個站點組成（見附圖1），包括2個國控監(jiān)測點和2個省控監(jiān)測點，覆蓋城區(qū)8個辦事處，包括風景區(qū)、城市老城區(qū)、城市新城區(qū)、居住區(qū)、交通干道等不同的環(huán)境類型，所有站點全部經(jīng)過GPS定位[7]；文中PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)為4站點2016年1-12月的逐日平均濃度資料。

2.監(jiān)測方法

4個空氣質(zhì)量自動監(jiān)測子站PM2.5質(zhì)量濃度的監(jiān)測均采用β射線吸收法的聚光科技（杭州）股份有限公司BPM-200系列儀器，操作流程嚴格按照HJ/T 193-2005《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術規(guī)范》、HJ 93-2013《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）采樣器技術要求及檢測方法》和 HJ 653-2013《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和 PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》[8-10]進行，每天24小時連續(xù)進行采樣，設備由第三方運維技術人員定期檢查并及時維護保養(yǎng)，在1年的監(jiān)測時間內(nèi)有效數(shù)據(jù)捕獲率超過95%，數(shù)據(jù)樣本量充足。

圖1 監(jiān)測子站點分布

二、細顆粒物時空分布

1.PM2.5季節(jié)分布

興義市屬于亞熱帶山地季風濕潤氣候，夏無酷暑，冬無嚴寒，雨量充沛，日照長。大部分地區(qū)年均氣溫在15o～18o之間，一月平均氣溫7.1℃，七月平均氣溫22.2℃。雨熱同季，年降水量在1300～1600毫米之間，無霜期在275～334天之間。四季分明，夏季溫度偏高多雨，冬季溫度偏低，春、秋相對較短，各季節(jié)的氣象特點不同；根據(jù)2016年日歷，立春是2月4日，立夏是5月5日，立秋是8月7日和立冬是11月7日。按照以上上季節(jié)劃分，將1個完整年份分為春季（3-5月）、夏季（6-8月）、秋季（9-11月）和冬季（12月，1-2月）（圖2）。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示2016年全市PM2.5年均濃度為24μg/m3，低于年均35μg/m3的國家標準限值。時間分布上，春季（3-5月）PM2.5平均濃度為25μg/m3，夏季 （6-8月）PM2.5平均濃度為16μg/m3，秋季 （9-11月）PM2.5平均濃度為21μg/m3，冬季（12月，1-2月）PM2.5平均濃度為34μg/m3，可以看出興義市PM2.5濃度季節(jié)變化如下：冬季＞春季＞秋季＞夏季（相對冬季偏高，春秋季相當，夏季較低）。PM2.5質(zhì)量濃度在冬季明顯高于春、夏、秋季，月均濃度最高值出現(xiàn)在2月，次高值出現(xiàn)在12月，其他月平均濃度在14～28μg/m3，見表1、圖2和圖3。冬季PM2.5濃度較高主要氣候影響，溫度較低，容易形成逆溫天氣，風頻率不高，擴散條件差影響；夏季PM2.5質(zhì)量濃度相對較低，夏季影響興義市的主要天氣系統(tǒng)為亞熱帶山地季風，降水量較大，濕潤氣候；春秋季是天氣系統(tǒng)轉換的季節(jié)，伴隨著不穩(wěn)定天氣系統(tǒng)變化，東南風頻率較高，擴散條件較好[11-12]。

表1 2016年興義市城區(qū)PM2.5監(jiān)測濃度統(tǒng)計

圖2 2016年興義市城區(qū)PM2.5濃度月均變化

圖3 2016年興義市城區(qū)PM2.5濃度季節(jié)變化

2.PM2.5地域分布

空間分布上PM2.5呈現(xiàn)明顯的東西梯度分布特征，東南和西北轄區(qū)PM2.5濃度較低，東北和西南地區(qū)PM2.5濃度明顯高于其他轄區(qū)。PM2.5年均濃度空間分布按升序排列：東南＜西北＜西南＜東北。各季節(jié)空間分布情況與年度水平相近，但略有差異；冬季區(qū)域濃度排序與年均濃度一致，濃度水平排序為東南＜西北＜西南＜東北；春季濃度排序為西北＜東南＜西南＜東北；秋季濃度排序：西南＜西北=西南=東北；夏季濃度排序：東南＜西北=東北＜西南。空氣質(zhì)量較好的西北和東南地區(qū)，季節(jié)間濃度差異較小，空氣質(zhì)量相對較差的東北和西南地區(qū)，季節(jié)間差異相對較大，秋季和夏季興義市PM2.5空間分布不明顯（表2、表3、圖4和圖 5）。

全市PM2.5年均濃度的空間分布變化不大，各監(jiān)測點PM2.5年均濃度為21～27μg/m3，最低濃度出現(xiàn)在場壩街片區(qū)，最高濃度出現(xiàn)在桔山片區(qū)。

不同環(huán)境監(jiān)測站點年均濃度水平分布按升序排列：場壩街站＜坪東大道站＜萬峰林站＜桔園中學站；各季節(jié)排序與年均濃度分布排列一致（圖4和圖 5）。

桔園中學站點PM2.5年均監(jiān)測濃度最高，主要是受義龍試驗區(qū)頂效片區(qū)、清水河園區(qū)、馬嶺園區(qū)、轄區(qū)房地產(chǎn)和城市基礎設施建設、城市交通的影響，在一定程度上加大了環(huán)境排放量，在不利于擴散的冬季，濃度明顯偏高；場壩街站點PM2.5年均監(jiān)測濃度最低，位于老城區(qū)沙井街，除了城市交通影響外，無其他排放源。

表2 興義市城區(qū)空氣自動監(jiān)測站點PM2.5監(jiān)測濃度空間分布統(tǒng)計

圖4 興義市城區(qū)PM2.5監(jiān)測濃度空間分布圖

表3 興義市城區(qū)空氣自動監(jiān)測站點PM2.5監(jiān)測濃度季節(jié)統(tǒng)計

圖5 興義市城區(qū)PM2.5監(jiān)測濃度空間和季節(jié)的分布圖

三、結論

（1）2016年興義市PM2.5年均濃度為24μg/m3，PM2.5濃度季節(jié)變化為冬季＞春季＞秋季＞夏季。

（2）PM2.5空間分布呈現(xiàn)明顯的東西梯度分布特征，年均濃度水平空間分布按升序排列為東南＜西北＜西南＜東北。

（3）PM2.5監(jiān)測濃度按功能監(jiān)測站點水平分布按升序排列為場壩街站＜坪東大道站＜萬峰林站＜桔園中學站。