邢臺(tái)市顆粒污染物變化特征和后向軌跡分析

郝巨飛，齊佳慧，李永占，袁雷武，王少明

1.邢臺(tái)市氣象局，河北 邢臺(tái) 054000 2.唐山市氣象局，河北 唐山 063000 3.邢臺(tái)市環(huán)境保護(hù)局，河北 邢臺(tái) 054000

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的大多數(shù)城市都面臨著日益嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，空氣質(zhì)量惡化所引起的大氣環(huán)境問(wèn)題對(duì)廣大人民群眾的生產(chǎn)、生活等造成了極大危害[1-2]，特別是小粒徑的顆粒物，因其特殊的物理化學(xué)特征，極易吸附大量有毒有害污染物[3]，危害人類健康，破壞生態(tài)環(huán)境，受到了全社會(huì)關(guān)注[4-6]。國(guó)外學(xué)者通過(guò)對(duì)顆粒污染物分析發(fā)現(xiàn)，光吸收和光散射等消光效應(yīng)顯著降低了大氣能見(jiàn)度[7]，同時(shí)顆粒污染物的濃度分布直接或間接影響到全球的氣候變化[8]。國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者對(duì)顆粒物污染特征、影響因素等開(kāi)展了大量研究，如王淑蘭等[9]研究得出，成都市的可吸入顆粒物主要來(lái)源于本地的化石類燃料及油品燃燒；王玨等[10]和王浩等[11]分別對(duì)濟(jì)南和北京市的顆粒污染物質(zhì)量濃度變化和輸送來(lái)源進(jìn)行了分析，得出四季影響濟(jì)南市的顆粒污染源都包括濟(jì)南市的周邊地區(qū)，區(qū)域污染傳輸對(duì)北京市的顆粒污染物濃度有著重要影響。目前對(duì)大氣污染物濃度的變化研究和后向軌跡分析主要集中在大城市，對(duì)中小城市的研究相對(duì)較少，如包貞等[12-14]對(duì)杭州、合肥、香港等地的大氣污染物后向軌跡來(lái)源進(jìn)行了分析，得出了不同源地的氣流輸送對(duì)本地大氣污染物濃度的影響效果。

自2013年1月1日起執(zhí)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)首次將PM2.5列入環(huán)境空氣污染物基本項(xiàng)目，并在全國(guó)第一批74個(gè)重點(diǎn)城市開(kāi)展監(jiān)測(cè)，在生態(tài)環(huán)境部公布的月度空氣質(zhì)量通報(bào)中，位于冀中南地區(qū)的邢臺(tái)市多次位居最后一名，而影響最為嚴(yán)重的就是PM10和PM2.5的質(zhì)量濃度變化。目前針對(duì)邢臺(tái)地區(qū)的大氣污染分析主要集中在污染天氣下的大氣環(huán)流形勢(shì)變化[15-16]和氣象因子影響[17]方面。為了摸清邢臺(tái)市顆粒污染物的變化特征及氣流傳輸路徑的影響，本文對(duì)2013—2016年邢臺(tái)市顆粒污染物的濃度變化特征和后向軌跡進(jìn)行了分析，以期探究顆粒污染物的來(lái)源，為預(yù)報(bào)預(yù)警和決策層制定科學(xué)有效的污染防控措施提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 研究區(qū)域概況

邢臺(tái)市(114°30′E，37°04′N)位于河北省中南部，太行山脈南段東麓地區(qū)，所轄2區(qū)2市15縣，面積約1.25萬(wàn)km2，西依太行山與山西省毗鄰，東沿衛(wèi)運(yùn)河與山東省相望，北連石家莊、衡水，南接邯鄲，自西而東山地、丘陵、平原階梯排列，三者比例2∶1∶7。邢臺(tái)市是河北省重要的煤炭鋼鐵能源基地，主要以鋼鐵制造、有色金屬、煤炭開(kāi)采和化工生產(chǎn)為支柱產(chǎn)業(yè)。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，寒暑懸殊，春旱風(fēng)大，夏熱多雨，秋涼時(shí)短，冬寒少雪；雨量集中但分布不均，無(wú)霜期較長(zhǎng)；冬季采暖主要依靠燃煤供熱，取暖期為每年的11月15日至翌年3月15日。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

所用資料為河北省環(huán)境保護(hù)廳提供的2013—2016年邢臺(tái)市逐時(shí)和逐日的PM10與PM2.5濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中所屬邢臺(tái)市的國(guó)控點(diǎn)分別為：路橋公司(114°31′E，37°05′N)、達(dá)活泉(114°28′E，37°05′N)、邢師高專(114°31′E，37°03′N)和環(huán)保局(114°29′E，37°03′N)，所屬的4個(gè)站點(diǎn)布局合理，依次位于市區(qū)的東北、西北、東南和西南向，可以表征出市區(qū)污染物濃度的變化情況。顆粒物濃度監(jiān)測(cè)采用的是河北某公司生產(chǎn)的XHPM2000E自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，該儀器利用 β 射線吸收原理直接測(cè)量懸浮塵粒和細(xì)粒子的質(zhì)量濃度，儀器測(cè)量范圍0～10 mg/m3，濾紙帶為玻璃纖維材料，校準(zhǔn)膜重現(xiàn)性小于或等于2%。每天由第三方運(yùn)行維護(hù)公司對(duì)市區(qū)的4個(gè)國(guó)控點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，剔除儀器故障或設(shè)備維護(hù)期間的異常值和無(wú)效值，數(shù)據(jù)真實(shí)且可靠。文中各小時(shí)均值的算術(shù)平均值為該日的日均值，月、季、年平均值亦采用算術(shù)平均值的計(jì)算方法得出。

1.3 研究方法

利用美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)的空氣資源實(shí)驗(yàn)室和澳大利亞氣象局聯(lián)合研發(fā)的混合型單粒子拉格朗日綜合軌跡HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)模型[18]，計(jì)算和分析大氣污染物輸送、擴(kuò)散的后向軌跡。首先通過(guò)對(duì)顆粒污染物的年際、季、月、日變化分析，找出其變化特征，并分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因，然后利用HYSPLIT模式分別對(duì)2013—2016年的逐日和四季后向軌跡進(jìn)行聚類分析，考慮500 m高度的風(fēng)場(chǎng)較能準(zhǔn)確反映邊界層的平均流場(chǎng)特征，故模式模擬高度選為500 m[10，19]，每次的后向軌跡延伸時(shí)間為72 h，將經(jīng)過(guò)聚類分析得出的不同簇氣流與顆粒污染物濃度結(jié)合在一起，分析不同源地、不同路徑的氣流對(duì)局地空氣質(zhì)量的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 顆粒污染物的年際變化特征

2013—2016年，邢臺(tái)市的PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均呈逐年下降趨勢(shì)(圖1)，其中PM10質(zhì)量濃度的年均值由2013年的294 μg/m3降至2016年的144 μg/m3, PM2.5質(zhì)量濃度由2013年的160 μg/m3降至2016年的87 μg/m3，按《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)中的PM10、PM2.5的24 h平均濃度達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，2013—2016年邢臺(tái)市的PM10質(zhì)量濃度分別超標(biāo)1.96、1.57、1.15、0.96倍， PM2.5質(zhì)量濃度超標(biāo)倍數(shù)分別為2.13、1.75、1.35、1.16倍，PM2.5與PM10的質(zhì)量濃度比(記為PM2.5/PM10)在2013—2016年依次為0.54、0.56、0.59和0.60。

圖1 2013—2016年邢臺(tái)市年均PM10、PM2.5質(zhì)量濃度變化Fig.1 Variation of annual average mass concentration of PM10 and PM2.5during 2013-2016 in Xingtai

通過(guò)PM10和PM2.5質(zhì)量濃度的年際變化發(fā)現(xiàn)：雖然PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均呈逐年下降趨勢(shì)，但PM2.5/PM10卻在逐年增加，即直徑小于2.5 μm的氣溶膠粒子對(duì)環(huán)境空氣惡化的貢獻(xiàn)要大于直徑2.5～10 μm的氣溶膠粒子。

2.2 顆粒污染物的季節(jié)、月際變化特征

從PM10和PM2.5質(zhì)量濃度的月際變化(圖2)可以看出，PM10和PM2.5質(zhì)量濃度的月均值在1月最高，8月最低。其中8月到翌年1月，PM10和PM2.5質(zhì)量濃度一致表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，PM2.5質(zhì)量濃度月均值由71 μg/m3增至193 μg/m3，增長(zhǎng)幅度171.83%，PM10質(zhì)量濃度月均值由131 μg/m3增至298 μg/m3，增長(zhǎng)幅度127.48%。PM10質(zhì)量濃度在3月較2月略有增加，隨后逐月降至8月。PM2.5質(zhì)量濃度在2—5月表現(xiàn)為逐月下降趨勢(shì)， 6—7月較5月有所增加，隨后在8月降至最低值。

按照氣象學(xué)方法中對(duì)季節(jié)的定義，PM10和PM2.5質(zhì)量濃度高值均出現(xiàn)在冬季(12月至翌年2月)，平均值分別為296 μg/m3和192 μg/m3；春季(3—5月)均表現(xiàn)為下降，平均值分別為199 μg/m3和92 μg/m3；夏季(6—8月)PM2.5質(zhì)量濃度呈現(xiàn)為低值波動(dòng)變化現(xiàn)象，平均值為80 μg/m3，PM10質(zhì)量濃度仍呈減少態(tài)勢(shì)，平均值為140 μg/m3；秋季(9—11月)PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均呈遞增分布，平均值分別為198 μg/m3和103 μg/m3。

圖2 2013—2016年邢臺(tái)市PM10和PM2.5月均質(zhì)量濃度變化Fig.2 Variation of monthly average mass concentration of PM10 and PM2.5during 2013-2016 in Xingtai

3月是邢臺(tái)地區(qū)由冬季向春季轉(zhuǎn)化的季節(jié)，此時(shí)亞洲中高緯度地區(qū)由盛行的緯向環(huán)流向經(jīng)向環(huán)流調(diào)整，風(fēng)速較大，受沙塵影響，PM10質(zhì)量濃度出現(xiàn)升高現(xiàn)象[20]。6—7月由于逐步進(jìn)入汛期，大氣相對(duì)濕度較高，SO2和NOx等氣態(tài)物質(zhì)在空氣中大量水分子影響下，通過(guò)化合作用轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}、硝酸鹽等污染物，導(dǎo)致PM2.5質(zhì)量濃度增加[21]。從季節(jié)角度出發(fā)：秋、冬季由于氣象擴(kuò)散條件[22]的不利和燃煤取暖[23]等原因，PM10和PM2.5質(zhì)量濃度呈逐漸升高態(tài)勢(shì)；春季由于大氣環(huán)流調(diào)整使氣象擴(kuò)散條件逐步轉(zhuǎn)好，PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均呈明顯下降；夏季由于降水集中等原因，PM10質(zhì)量濃度繼續(xù)下降，PM2.5質(zhì)量濃度波動(dòng)增加。

2.3 顆粒污染物的日變化特征

邢臺(tái)市日變化中的PM2.5/PM10變化不大，為0.54～0.59，一定程度上說(shuō)明PM2.5在環(huán)境空氣惡化中起到的重要作用。從顆粒污染物的日變化(圖3)中可以發(fā)現(xiàn)：PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)“雙峰雙谷”型分布，與包頭市[20]和重慶市[24]的大氣顆粒物日變化特征類似，但具體出現(xiàn)峰值、谷值的時(shí)間不同，其中邢臺(tái)市PM10、PM2.5質(zhì)量濃度的第一個(gè)峰值均出現(xiàn)在上午11：00，第二個(gè)峰值分別出現(xiàn)在24：00和02：00，谷值分別出現(xiàn)在07：00和17：00，而包頭市的大氣顆粒污染物雙峰分別出現(xiàn)在10：00—12：00和00：00—02：00，谷值出現(xiàn)在16：00—19：00和06：00—08：00；重慶市的大氣顆粒物雙峰分別出現(xiàn)在10：00—12：00和21：00—23：00，谷值分別出現(xiàn)在05：00—07：00和16：00—17：00。

圖3 邢臺(tái)市PM10和PM2.5日均質(zhì)量濃度變化Fig.3 Variation of daily average mass concentration of PM10 and PM2.5 in Xingtai

邢臺(tái)、包頭和重慶市的顆粒污染物濃度峰值、谷值的出現(xiàn)時(shí)間存在細(xì)微差異，這可能與3個(gè)城市所處的不同地理位置、不同氣候背景有關(guān)，而日變化中均呈“雙峰雙谷”型分布則可能是因?yàn)闄C(jī)動(dòng)車在早高峰向大氣環(huán)境中排入的氮氧化物、二氧化硫以及道路揚(yáng)塵[25]等原因，使得二次粒子逐漸形成[24]，最終使得大氣顆粒污染物濃度在11：00左右達(dá)到一個(gè)峰值，隨后伴隨日照強(qiáng)度增加，相對(duì)濕度減少，顆粒污染物濃度在17：00左右降低到一個(gè)谷值，夜間晚高峰的交通流量增加，加上混合層高度降低[17]，污染物由于積聚等原故在24：00左右達(dá)到另外一個(gè)峰值，同時(shí)夜間由于人類活動(dòng)的減少，污染物濃度出現(xiàn)一個(gè)緩慢的減少，在7：00左右達(dá)到一個(gè)相對(duì)的谷值。

2.4 后向軌跡的逐日聚類分析

由2013—2016年逐日72 h后向軌跡的聚類分析發(fā)現(xiàn)，第1簇氣流起源于河南省商丘市附近，從東南偏南向途經(jīng)鶴壁、河北省邯鄲市到達(dá)邢臺(tái)市，所占比例為18%；第2簇氣流起源于內(nèi)蒙古烏蘭察布市的東南向附近，沿西北向到達(dá)河北省滄州市，然后轉(zhuǎn)為東北向，經(jīng)衡水進(jìn)入邢臺(tái)市，所占比例為39%；第3簇氣流起源于俄羅斯中西部地區(qū)的托木斯克州地區(qū)，經(jīng)蒙古中部沿我國(guó)內(nèi)蒙古呼和浩特市、山西省忻州市到達(dá)邢臺(tái)市，所占比例為7%；第4簇氣流起源于蒙古最南端的南戈壁省與我國(guó)甘肅省的交界處，沿西北方向由巴丹吉林沙漠，騰格里沙漠，經(jīng)陜西省北部、山西省中部進(jìn)入邢臺(tái)市，所占比例為15%；第5簇氣流起源于俄羅斯的西伯利亞聯(lián)邦區(qū)與蒙古的庫(kù)蘇古爾省交界處附近，經(jīng)蒙古的東戈壁省進(jìn)入我國(guó)內(nèi)蒙古中部，由烏蘭察布途徑山西省大同市，河北省石家莊市進(jìn)入邢臺(tái)市，所占比例為12%；第6簇氣流起源于我國(guó)新疆與哈薩克斯坦接壤處的馬坎奇鎮(zhèn)，經(jīng)古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、毛烏素沙漠、山西中部進(jìn)入邢臺(tái)市，所占比例為8%。

6簇氣流軌跡中，PM2.5平均質(zhì)量濃度由高到低分別是第6、1、4、2、5、3簇軌跡，分別為171.70、144.68、144.01、111.50、88.84、84.64 μg/m3。PM10平均質(zhì)量濃度由高到低分別是第6、4、1、2、 3、 5簇軌跡，分別為346.93、251.49、250.88、187.88、171.11、168.79 μg/m3。第6簇氣流雖然占比相對(duì)較少，但PM10、PM2.5質(zhì)量濃度相對(duì)其他5簇軌跡卻最大，分析原因認(rèn)為：該簇氣流軌跡的途經(jīng)地區(qū)大多為荒漠和沙源地，氣流攜帶的大量沙塵類顆粒物在太行山東麓發(fā)生沉降，污染物由于積聚作用從而使得邢臺(tái)地區(qū)的顆粒物濃度出現(xiàn)最大值。第1、4簇氣流中的PM10、PM2.5平均質(zhì)量濃度的差異不是很明顯，但是與第6簇氣流的PM10、PM2.5平均質(zhì)量濃度差異卻很顯著，PM2.5、PM10平均質(zhì)量濃度分別偏小15.74%～16.13%和27.51%～27.69%，同時(shí)移速相對(duì)較慢的來(lái)源為東南向的第1簇氣流比來(lái)源于西北向的移速相對(duì)較快的第4簇氣流PM2.5平均質(zhì)量濃度偏高0.47%，PM10平均質(zhì)量濃度偏低0.24%，分析原因認(rèn)為：第1簇氣流以局地區(qū)域間輸送為主，途經(jīng)地多為城鎮(zhèn)或工業(yè)園區(qū)，第4簇氣流以遠(yuǎn)距離輸送為主，途經(jīng)多個(gè)沙源地，以粒子直徑相對(duì)較大的顆粒污染物為主，同時(shí)偏南氣流較偏北氣流含有更高的水汽，相對(duì)濕度的增加更有利于PM2.5的生成，源地的不同對(duì)PM10、PM2.5質(zhì)量濃度的大小產(chǎn)生了一定的影響。與第1簇氣流相比，來(lái)自偏北路徑的第2、5、3簇氣流中含有的水汽明顯減少，對(duì)粒子集聚和污染物的化合反應(yīng)相對(duì)起到了抑制作用，最終使得第2、5、3簇氣流影響下的PM2.5平均質(zhì)量濃度逐漸遞減，同時(shí)由于第3簇氣流相對(duì)第5簇氣流距源地更遠(yuǎn)，雖然干沉降可以減少部分PM10的含量，但在第5簇氣流的沿途附近，污染物含量又得到了補(bǔ)充，從而使第2、3、5簇氣流的PM10平均質(zhì)量濃度逐漸遞減。

2.5 后向軌跡的季節(jié)聚類分析

通過(guò)對(duì)四季逐日72 h后向軌跡的聚類分析發(fā)現(xiàn):春季的第一簇氣流來(lái)源于距邢臺(tái)市東南方向約200 km的山東省聊城市附近，該簇氣流先向東南偏南方向移動(dòng)，隨后在山東省濟(jì)寧市附近發(fā)生彎曲轉(zhuǎn)向，沿東南向到達(dá)邢臺(tái)市，占春季后向氣流的40%；第2～6簇氣流距離源地的距離均大于1 500 km，其中第2、3、4、5簇氣流的來(lái)源、移速等情況分別與后向軌跡逐日聚類分析中的第4、6、3、5簇氣流基本相同，分別占春季后向氣流的13%、11%、6%、11%；第6簇氣流來(lái)源于俄羅斯的烏蘭烏德附近，經(jīng)蒙古的東戈壁省進(jìn)入我國(guó)，途徑內(nèi)蒙古的錫林浩特、河北承德，從天津、衡水方向進(jìn)入邢臺(tái)，占春季后向氣流的20%。

夏季的第1簇氣流來(lái)源于距東南方向約650 km的安徽省合肥市附近，氣流沒(méi)有明顯的彎曲現(xiàn)象出現(xiàn)，占夏季后向氣流的32%；第2～4簇氣流距離源地的距離均大于1 000 km，分別占夏季后向氣流的17%、5%、10%，其中第2簇和第3簇氣流分別來(lái)源于甘肅省金昌市附近和新疆塔城地區(qū)，第4簇氣流與春季后向氣流軌跡的第6簇氣流來(lái)源地相同，第5簇氣流來(lái)源于距東北方向約300 km的河北省滄州市的沿海地區(qū)，途徑衡水進(jìn)入邢臺(tái)市。

秋季的第1簇氣流軌跡來(lái)源于距東北方向約200 km的河北省保定市的南部地區(qū)，該簇氣流先沿西北偏北方向到達(dá)山東省德州與聊城市附近，隨后氣流偏轉(zhuǎn)彎曲為偏東方向，經(jīng)河北省邯鄲市進(jìn)入邢臺(tái)市，該簇氣流占秋季后向氣流的58%；第2～4簇氣流距離源地的距離均大于1 500 km，其中第2簇氣流與后向軌跡逐日聚類分析中的第6簇、后向軌跡季節(jié)聚類中的春季第3簇氣流軌跡來(lái)源相同，占秋季后向氣流的15%；第3簇氣流起源于蒙古的后杭愛(ài)省附近，經(jīng)蒙古的東戈壁省及我國(guó)內(nèi)蒙古中部、山西省大同市、河北省石家莊市進(jìn)入邢臺(tái)境內(nèi)，占秋季后向氣流的23%；第4簇氣流來(lái)自俄羅斯中西部的謝爾吉斯基附近，經(jīng)俄羅斯中部進(jìn)入蒙古的烏蘭巴托，途徑布爾干省、東戈壁省進(jìn)入我國(guó)內(nèi)蒙古的呼和浩特和山西朔州、忻州市，最終抵達(dá)邢臺(tái)地區(qū)，占秋季后向氣流的4%。

冬季的第1簇氣流來(lái)源于距東北方向約250 km的河北省保定市的北部地區(qū)，該簇氣流的移動(dòng)方向、路徑、氣流發(fā)生彎曲的位置與后向軌跡季節(jié)聚類中的秋季第1簇氣流基本相同，占冬季后向氣流的31%；第2、3、4簇氣流的來(lái)源、路徑分別與后向軌跡季節(jié)聚類中的秋季第3、2、4簇氣流類似，分別占冬季后向氣流軌跡的30%、28%和12%。

通過(guò)對(duì)四季不同簇后向氣流影響下的邢臺(tái)市PM2.5平均質(zhì)量濃度、PM2.5/PM10(表1)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：春季占比最大的第1簇氣流PM2.5/PM10為0.53，其后依次為第2簇和第6簇的0.44、第3簇的0.40、第5簇的0.39、第4簇的0.31。夏季占比第2的第1簇氣流PM2.5/PM10為0.61，其后依次為第5簇的0.58、第2簇的0.55、第3簇的0.46、第4簇的0.42。秋季占比最大的第1簇氣流PM2.5/PM10為0.57，其后依次為第2簇的0.54、第3簇的0.52、第4簇的0.44。冬季占比最大的第1簇氣流PM2.5/PM10為0.69，其后依次為第2簇的0.65、第3簇的0.63、第4簇的0.56。

結(jié)合四季不同簇氣流出現(xiàn)頻率和表1中不同簇氣流影響下的PM2.5/PM10情況可以得出，邢臺(tái)市春季大氣顆粒物污染以粒子直徑相對(duì)較大的、介于2.5～10 μm的顆粒物為主(PM2.5～10)，夏、秋、冬季的大氣顆粒物污染以PM2.5為主，其中冬季影響最大，其次為秋季，夏季相對(duì)較小。分析原因認(rèn)為：春季邢臺(tái)地區(qū)主要受大陸性高壓影響，來(lái)源于西北方向的氣流途經(jīng)多個(gè)沙源地或缺少植被覆蓋的荒漠地區(qū)，氣流中的粗顆粒物占比較高；冬季和秋季的第1簇氣流由于彎曲轉(zhuǎn)向使得污染物出現(xiàn)累積現(xiàn)象，同時(shí)燃煤取暖使得冬季較秋季的污染物排放量較多，氣流中的細(xì)顆粒物占比較高，加之在冬季更高的大氣穩(wěn)定度[17]情況下，細(xì)粒子較長(zhǎng)的生命周期易在空氣中出現(xiàn)累積現(xiàn)象， 最終使得冬季和秋季的大氣顆粒物污染以PM2.5為主，且對(duì)冬季的影響大于對(duì)秋季的影響；而夏季由于較強(qiáng)的氣流活動(dòng)和濕沉降等作用，大氣顆粒污染物的濃度明顯低于其他季節(jié)，但由于夏季溫度相對(duì)較高，大氣中水汽含量相對(duì)較多，氣溶膠的化合反應(yīng)速率得到提升，最終使得夏季的大氣顆粒物污染以PM2.5為主。

表1 邢臺(tái)市在不同季節(jié)不同氣流軌跡影響下的PM2.5平均質(zhì)量濃度和PM2.5/PM10變化Table 1 The changes of average PM2.5mass concentration under thedifferent backward trajectory in different seasons in Xingtai

注：“—”表示無(wú)相應(yīng)數(shù)據(jù)。

此外，2013—2016年四季不同簇后向氣流影響下的邢臺(tái)市PM2.5質(zhì)量濃度基本呈下降趨勢(shì)，這與近年來(lái)民眾的環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)、各地陸續(xù)出臺(tái)的污染減排措施使得大氣中的主要污染物濃度大幅下降有關(guān)。但也發(fā)現(xiàn)，在夏季的第3簇和秋季的第2簇氣流影響下邢臺(tái)市的PM2.5質(zhì)量濃度變化卻不大，而與這2簇氣流來(lái)源、路徑基本相同的春季第3簇、冬季第3簇氣流影響下的邢臺(tái)市PM2.5質(zhì)量濃度卻減少，該現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是與這幾簇氣流途經(jīng)地的植被覆蓋情況和工礦企業(yè)的季節(jié)性生產(chǎn)有關(guān)，具體原因還有待商榷。

3 結(jié)論

1)邢臺(tái)市的PM10和PM2.5質(zhì)量濃度高值均出現(xiàn)在冬季(296 μg/m3和192 μg/m3)，其他季節(jié)濃度從高到低依次為秋季(198 μg/m3和103 μg/m3)、春季(199 μg/m3和92 μg/m3)和夏季(140 μg/m3和80 μg/m3)。

2)邢臺(tái)市的PM10和PM2.5質(zhì)量濃度在日變化上均呈“雙峰雙谷”型分布，2013—2016年, 邢臺(tái)市的PM10和PM2.5質(zhì)量濃度都呈逐年下降趨勢(shì)，但PM2.5/PM10卻在逐年增加，即直徑小于2.5 μm的氣溶膠粒子對(duì)環(huán)境空氣惡化的貢獻(xiàn)要大于直徑介于2.5～10 μm的氣溶膠粒子。

3)后向軌跡的逐日和季節(jié)聚類分析表明，途經(jīng)多個(gè)沙源地的、跨區(qū)域輸送的、占比相對(duì)較少的氣流軌跡在春季易造成以粒子直徑相對(duì)較大的，介于2.5～10 μm的顆粒物污染，局地的、占比較大的氣流軌跡在夏、秋、冬季由于化合反應(yīng)、污染物集聚等緣故易造成以PM2.5為主的顆粒物污染。