加格達奇區(qū)空氣質量變化規(guī)律及其影響因子分析

王林鳳，栗艷杰，于淑靜，王 英

（大興安嶺地區(qū)氣象局，黑龍江 大興安嶺 165000）

1 引言

加格達奇是大興安嶺地區(qū)的首府， 本地大氣質量直接反映了本區(qū)自然生態(tài)環(huán)境的好壞， 特別是實施生態(tài)旅游、天然綠色食品戰(zhàn)略以來，大氣環(huán)境質量的變化直接影響到戰(zhàn)略實施的質量和可持續(xù)發(fā)展問題，因此，準確及時掌握本地大氣質量現(xiàn)狀和變化規(guī)律，尋找出影響其質量的因素，并及時做出變化趨勢預測并采取相應對策就顯得極為重要。 本文通過對大興安嶺地區(qū)大氣環(huán)境監(jiān)測站2000-2012年的大氣中主要污染物濃度值監(jiān)測數(shù)據的統(tǒng)計分析， 歸納出了加格達奇區(qū)大氣質量變化規(guī)律及其影響因子。

2 數(shù)據來源

本文采用1986-2012年加格達奇區(qū)環(huán)保局提供的空氣質量日監(jiān)測數(shù)據， 對SO2、NO2、PM10 等污染物濃度的均值及超標天數(shù)等主要項目進行年際污染分析和時、日、月污染分析。 SO2，NO2和PM10 采用《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-1996) 中的一級標準。

3 大氣環(huán)境質量變化規(guī)律分析

應用加格達奇區(qū)1986-2012年大氣總懸浮顆粒物監(jiān)測數(shù)據和2000年2月-2012年8月的大氣環(huán)境污染物日均值監(jiān)測數(shù)據，分別對加區(qū)的空氣質量、大氣總懸浮顆粒物濃度、首要污染物、大氣中的主要污染物SO2、PM10 的年、月、日濃度變化規(guī)律等進行了分析。

3.1 加格達奇區(qū)大氣總懸浮顆粒物濃度分析

對1986-2012年大氣總懸浮顆粒物監(jiān)測數(shù)據分析（圖1），自1987年以后大氣總懸浮顆粒物呈逐年減少趨勢，但不穩(wěn)定，直到1997年以后才呈現(xiàn)出逐年穩(wěn)定減少趨勢。1989年至今，大氣中總懸浮顆粒物一直小于0.5 mg/m3。

圖1 1986-2012年大氣總懸浮顆粒物年變化曲線

3.2 加區(qū)空氣質量分析

2007年2月-2012年12月共獲得大氣污染物濃度日均值監(jiān)測數(shù)據2 115 d， 其中首要污染物SO2或PM10 濃度值<0.05 mg/m3（API 值≤50）為優(yōu)級的天數(shù)1 362 d，為良級的561 d，為輕度污染級的192 d，分別占總監(jiān)測日數(shù)的64%、27%、9%，三個等級月均天數(shù)比為19:10:1，由此可見加區(qū)的空氣質量總體是非常優(yōu)良的，但也存在一定的隱患。 大氣質量優(yōu)良天主要出現(xiàn)在4-9月份，每年冬季采暖期輕度污染天氣各月都有出現(xiàn)（圖2），因此可以看到，冬季采暖產生的煤煙污染還很嚴重，是大氣污染的主要污染源。

圖2 輕度污染天氣各月占比例

3.3 首要污染物濃度變化分析

通過對大氣污染物SO2、NO2、PM10日均濃度值資料進行統(tǒng)計分析，可以看到，在監(jiān)測總天數(shù)中，首要污染物主要是PM10，其次是SO2,NO2天數(shù)極少，可以忽略不計。 其中PM10 為首要污染物的天數(shù)是SO2首要污染物天數(shù)的兩倍。 從月份分布上看，只有3-4月和9-10月兩個時段SO2為首要污染物的天數(shù)超過或接近PM10 的日數(shù)，其它月份PM10 為首要污染物的天數(shù)均占絕對優(yōu)勢。

3.4 大氣污染物濃度變化規(guī)律分析

3.4.1 SO2和PM10 濃度年變化分析

經過對大氣污染物SO2和PM10日均濃度監(jiān)測資料分析（圖3），可以看到2002年和2004年大氣中的SO2濃度年均值為0.041 mg/m3和0.043 mg/m3，2003年為0.055 mg/m3明顯高于前后年份。 2003年以后呈現(xiàn)了明顯的下降趨勢。2002年和2003年大氣中的PM10 的年均值分別為0.057 mg/m3和0.066 mg/m3，從2003年以后也呈明顯下降趨勢,這說明加區(qū)的大氣質量正在進一步變好。

圖3 空氣污染物濃度值年變化

3.4.2 SO2和PM10 濃度月變化分析

通過大氣中SO2和PM10 濃度月均值變化曲線（圖4）， 可以看到3-10月SO2濃度月均值為0.024-0.034 mg/m3,PM10 濃度月均值為0.033-0.059 mg/m3,在這期間，污染物濃度值較小且變化比較平穩(wěn)。 進入冬季主采暖期后，大氣中的SO2和PM10 含量開始明顯增加，SO2濃度月均值上升到了0.048-0.063 mg/m3,PM10 濃度月均值上升幅度更為明顯, 達到了0.083-0.112 mg/m3。 每年1-2月間兩種污染物濃度值達到最大。 另外，還可以看到各月的PM10 濃度值都大于SO2濃度值，且差值在冬季主采暖期明顯加大。 PM10濃度年均值比SO2濃度年均值高出0.019 mg/m3。

圖4 歷年SO2 和PM10 濃度月均值變化

3.4.3 采暖期和非采暖期SO2和PM10 濃度變化分析

通過對2003-2008年冬季主采暖期大氣中SO2和PM10 濃度變化分析（圖5），可以看到2004年采暖期SO2濃度均值比2003年有明顯下降， 整個采暖期平均值減少了0.033 mg/m3。 2004年PM10 濃度均值也比2003年明顯減小，但減小幅度不如SO2大，整個采暖期平均減少了0.009 mg/m3。 通過圖5 可以看到大氣污染物濃度值在逐年減小，且SO2減小的幅度值明顯大于PM10 值。 非采暖期大氣中SO2和PM10濃度明顯下降，年均值都小于0.041 mg/m3，均為優(yōu)良級天氣。

圖5 采暖和非采暖期污染物變化趨勢

3.4.4 大氣中SO2和PM10 濃度日變化分析

通過對每日各定時監(jiān)測數(shù)據分析， 可以看到每日早晨7時污染物濃度開始增加，至8-10時達到最高值， 然后逐漸回落，17-21時再次出現(xiàn)高值時段。SO2濃度日均值在0.01-0.15 mg/m3,PM10日均值在0.02-0.34 mg/m3。

4 大氣中SO2 和PM10 濃度變化影響因子分析

空氣污染是一個復雜的現(xiàn)象， 在特定時間和地點空氣污染物濃度受到許多因素影響， 總的來講影響空氣質量的主要因素有污染物質的排放以及氣象條件。

4.1 污染源的影響

通過對加格達奇城區(qū)空氣質量監(jiān)測數(shù)據分析，API 高值出現(xiàn)在冬季，低值出現(xiàn)在夏季，反映了加格達奇市典型的煤煙型污染特點。API 在采暖季節(jié)高于非采暖季節(jié)， 主要是因為在采暖期加格達奇周邊的許多平房，冬季都需要靠燃煤取暖。 冬季燃煤量的大大增加，加重城市的空氣污染狀況。

4.2 氣象條件的影響

加區(qū)所在地理位置決定了它具有典型的局地氣候特點，在不同的季節(jié)有不同的氣象條件，決定了其天氣過程有自己的特點。

首先夏季氣溫較高，混合高度也因而提高，有助于空氣污染物的擴散，其次，夏季雨水豐富，有利于空氣中污染物的清除;冬天則相反，主要的天氣過程為冷空氣入侵，地面天氣形勢表現(xiàn)為冷高壓。 冷空氣入侵后，如果沒有新的冷空氣陸續(xù)補充，冷空氣會逐漸變性，氣溫緩慢回升，天空晴朗無云，風力較小，夜間靜風或微風，地面強烈輻射冷卻，有時出現(xiàn)輻射逆溫，城區(qū)則上層為輻射逆溫，底層為混合層，冬季常出現(xiàn)此類的天氣過程,再加上靜風的天氣發(fā)生頻率增多，不利于污染物的擴散和降解。

5 結論

(1）2000－2012年,加格達奇區(qū)首要污染物是PM 10，其次是SO2。 其中，PM10 為首要污染物的天數(shù)是SO2天數(shù)的兩倍。

(2)首要污染物SO2或PM10 濃度值<0.05 mg/m3（API 值≤50）為優(yōu)級的天數(shù)1 362 d，為良級的561 d， 為輕度污染級的192 d， 分別占總監(jiān)測日數(shù)的64%、27%、9%。 由此可見空氣質量總體是非常優(yōu)良。

(3)SO2，PM10月均值總體呈非采暖期小于采暖期的趨勢。

API 高值出現(xiàn)在冬季，低值出現(xiàn)在夏季，反映了加格達奇區(qū)典型的煤煙型污染特點， 冬天逆溫天氣及大氣穩(wěn)定度以穩(wěn)定型居多不利于空氣污染物的擴散稀釋。