孝感市PM 10污染現(xiàn)狀研究

白俊雙，鄭足紅，童 輝，段曉明，沈翔飛

（湖北工程學(xué)院 新技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感432000）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染給人們帶來的危害也越來越嚴重。尤其是近日在我國京津冀地區(qū)的霧霾天氣更讓人們意識到環(huán)境污染給人們的生產(chǎn)生活帶來的嚴重危害。此次霧霾天氣主要是PM10和PM2.5組成。PM10即空氣動力學(xué)當(dāng)量徑≤10μm的顆粒物，其對人類呼吸、心肺等功能區(qū)的危害性已經(jīng)引起國內(nèi)外許多流行病學(xué)和毒理學(xué)研究者的重視與證實。另外PM10在酸沉降、氣候強迫、大氣化學(xué)過程等方面具有重要作用［1］。大氣中的PM10主要來源于工業(yè)排放、燃油排放、燃煤二次轉(zhuǎn)化、地面揚塵和生物質(zhì)燃燒共同作用的結(jié)果。其中地面揚塵的貢獻最為顯著，主要是由于建筑、市政施工工地、裸露土地和道路揚塵造成的；其次為燃油排放，主要包括柴油車、汽油車及港口航道內(nèi)輪船排放；此外冶金化工及電子加工等工業(yè)排放、燃煤及二氧化硫、氮氧化物污染物二次轉(zhuǎn)化的貢獻也占有較大比重［2］。

孝感地處湖北省東北部，位于長江以北、江漢平原中部、漢水之東，是以造紙、化工、醫(yī)藥、材料、汽車制造為支柱的工業(yè)城市。本文對孝感市城區(qū)的文教區(qū)、住宅區(qū)、交通區(qū)、工業(yè)區(qū)4個監(jiān)測點的PM10進行了測定，并分析了污染成因和影響因子，從根本入手，以減少PM10對環(huán)境及人類健康的影響。

2 數(shù)據(jù)來源及處理方法

氣象資料來源于湖北省氣象局，PM10的資料來源于孝感市環(huán)境監(jiān)測站和部分個人測量數(shù)據(jù)。孝感市環(huán)境監(jiān)測站的數(shù)據(jù)來自孝感市東城區(qū)監(jiān)測點。個人測量數(shù)據(jù)筆者采用目前我國測量PM10的主要方法即重量法（HJ 618－2011），重量法適用于環(huán)境空氣中PM10濃度的手工測定，檢出限為0.010mg／m3（以感量0.1mg分析天平，樣品負載量為1.0mg，采集108m3空氣樣品計）［3］。本次試驗采用的是量程為（60～125）L／min采樣器和聚丙烯濾膜。

后期數(shù)據(jù)筆者采用SPSS統(tǒng)計軟件和Excel表格對數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計相關(guān)性及變化趨勢分析。

3 PM 10的污染變化特征

3.1 PM10月變化結(jié)果

由圖1可知：①2012年孝感市PM10月平均濃度只有7、8、9三個月份在0.1mg／m3以下，剩下其他9個月份均在0.1mg／m3以上，超出倍數(shù)依次為0.2、0.1、0.1、0.2、0.03、0.2、0.2、0.1、0.2倍。②孝感市的PM10前6個月都處于輕度污染水平，到了7、8、9月時由于正處于南方的梅雨季節(jié)，降雨量猛增，導(dǎo)致PM10的下降。③孝感市的PM10在1月、4月、10月達到峰值，7月、8月份達到低谷，其他月份基本保持不變。④孝感市PM10年均濃度為0.106mg／m3，略大于PM10年均濃度國家環(huán)境二級質(zhì)量標(biāo)準（0.1mg／m3），超標(biāo)倍數(shù)為0.06，屬輕度污染。

圖1 孝感市城區(qū)PM10月變化曲線

3.2 PM10的空間分布

對孝感市的文教區(qū)、住宅區(qū)、交通區(qū)、工業(yè)區(qū)4個不同功能區(qū)的PM10進行了測量，由于不同功能區(qū)的氣象條件、功能、周邊環(huán)境、生產(chǎn)生活方式及能源結(jié)構(gòu)不同，必然會導(dǎo)致PM10的空間分布不同。筆者采用孝感市幾個功能區(qū)進行了采樣分析。由圖2可知①4個不同功能區(qū)PM10只有交通區(qū)和工業(yè)區(qū)超標(biāo)而文教區(qū)和住宅區(qū)屬于合格。次序是工業(yè)區(qū)＞交通區(qū)＞文教區(qū)＞住宅區(qū)。②工業(yè)區(qū)略微大于交通區(qū)，這與孝感的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。孝感市主要工業(yè)有汽車制造業(yè)和電鍍業(yè)，這些行業(yè)對空氣的污染相對較小。而交通區(qū)因為汽車行駛的尾氣及路面揚塵導(dǎo)致PM10的產(chǎn)生。

3.3 周邊環(huán)境對PM10的影響

周邊環(huán)境的不同對相同功能區(qū)的PM10的含量影響也很大，在同為文教區(qū)的兩個不同監(jiān)測點教一棟和同大綜合樓，PM10的某個時段的數(shù)值相差較大。

圖2 孝感市城區(qū)不同功能區(qū)PM 10含量

由圖3可以看出①在7：00～10：00和14：00～16：00這兩個時間段兩個監(jiān)測點的PM10數(shù)值大致相當(dāng)，而11：00～14：00和18：00～21：00這兩個時間段PM10數(shù)值卻相差很大，在同大綜合樓監(jiān)測點最大峰值達到0.15 mg／m3，與同為教學(xué)區(qū)的教一棟相差0.1 mg／m3。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是因為同大綜合樓的上風(fēng)側(cè)有許多小吃攤位，兩個高峰時間段正好是學(xué)生下課吃飯的時間，小吃攤位露天炒菜做飯，油煙及煤煙等導(dǎo)致PM10濃度升高。

圖3 同大綜合樓與教一棟對比

4 PM 10影響因素簡析

孝感地處湖北省東北部，位于長江以北、江漢平原中部、漢水之東，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，降雨量充沛，年均降雨量達到1112mm，地形上被鄂西山地和大洪山兩山夾在中間，被大別山幕阜山脈阻擋，成為冷空氣南下的通道［4］。這些因素都有利于PM10的降低。

由于近幾年孝感城市迅速發(fā)展，建筑工地增多，施工單位未按要求，在沒有任何遮蓋措施的情況下將土方等裸露在大氣中，導(dǎo)致大量施工粉塵。這些施工粉塵在有風(fēng)條件下擴散到空氣中導(dǎo)致PM10上升。

目前孝感市汽車保有量接近8萬臺，并以較快速度增長，大量的尾氣排放尤其是汽車尾氣中的NOX經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)使PM10增加，導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降。機動車行駛過程中在道路上形成地面揚塵，也是導(dǎo)致PM10增加的另一原因。

5 結(jié)語

（1）孝感市 PM10年均濃度為0.106mg／m3，略大于PM10年均濃度國家環(huán)境二級質(zhì)量標(biāo)準（0.1mg／m3），屬輕度污染。

（2）在時間變化規(guī)律上，全年各月PM10的污染水平存在著明顯的差異，PM10在1月、4月、10月達到峰值，7月、8月達到低谷，其他月份基本保持不變。

（3）4個不同功能區(qū)PM10只有交通區(qū)和工業(yè)區(qū)超標(biāo)而文教區(qū)和住宅區(qū)屬于合格，次序是工業(yè)區(qū)＞交通區(qū)＞文教區(qū)＞住宅區(qū)。

（4）孝感市PM10污染具有明顯的多源性，是地面揚塵，燃油排放、工業(yè)排放，燃煤、二次轉(zhuǎn)化和生物質(zhì)燃燒共同作用的結(jié)果。

［1］陳向紅.廣州市可吸入顆粒物污染現(xiàn)狀研究［J］.環(huán)境保護科學(xué)，2009，35（3）：4～6.

［2］程興宏，徐祥德.北京地區(qū)PM10濃度空間分布特征的綜合變分分析［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報，2007，18（2）：165～171.

［3］環(huán)境保護部.HJ618－2011 2－2011環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測定重量法［S］.北京，環(huán)境保護部：2011.

［4］張 羽、牛生杰、于華英.湛江市PM10質(zhì)量濃度變化特征及時頻分析［J］.廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，26（1）：68～73.