大連市2013年P(guān)M10升高原因分析及控制對(duì)策

徐 潔 范慧君 李 丹 紀(jì)徳鈺 王琳琳

(大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 大連 116023)

引言

環(huán)境空氣中的PM10是指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于等于2.5μm 的顆粒物，主要來源包括燃煤、機(jī)動(dòng)車排放、工業(yè)粉塵、揚(yáng)塵(建筑施工、道路施工等)、土壤風(fēng)沙塵等。幾乎所有的大氣污染物都會(huì)成為PM10污染的組成部分，最典型的代表就是PM2.5，因此PM10的監(jiān)測(cè)和治理在大氣環(huán)境整治中具有重要的地位和作用。2013年9月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)全國(guó)地級(jí)及以上城市設(shè)定了PM10控制目標(biāo)，要求到2017年，PM10濃度比2012年下降10%以上?，F(xiàn)階段，大連市的大氣污染防治行動(dòng)的約束性指標(biāo)就是PM10。而2013年大連市PM10濃度較2012年顯著升高，直接影響到約束性指標(biāo)的完成。本文對(duì)2013年P(guān)M10污染現(xiàn)狀及升高原因進(jìn)行了探討和分析，并有針對(duì)性的提出一些防治建議，旨在為政府相關(guān)部門制定有效的控制措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

主要污染物濃度數(shù)據(jù)來源于大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)10 個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位常規(guī)觀測(cè)，數(shù)據(jù)時(shí)間范圍從2004年取到2013年;研究中所用的氣象資料來源于大連市氣象臺(tái)，包括月降水量、降水次數(shù)、不穩(wěn)定天數(shù)、逆溫天數(shù)。

1.2 監(jiān)測(cè)方法

大連市區(qū)設(shè)置10 個(gè)國(guó)控大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別為甘井子、周水子、星海三站、青泥洼橋、傅家莊、七賢嶺、旅順、金州、開發(fā)區(qū)和雙D 港［1］，詳見圖1。

圖1 大連市區(qū)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位圖

目前，大連市區(qū)10 個(gè)國(guó)控大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站均采用β 射線+光散射法監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中的PM10，監(jiān)測(cè)儀器采用美國(guó)賽默飛公司生產(chǎn)的5030－sharp 和5014i 顆粒物監(jiān)測(cè)儀。監(jiān)測(cè)儀器每6 個(gè)月進(jìn)行一次流量校準(zhǔn)和流量檢查，使用標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行標(biāo)定，并根據(jù)實(shí)際情況每?jī)蓚€(gè)月清洗一次采樣頭。

1.3 霧霾天數(shù)確定方法

由于目前環(huán)保領(lǐng)域沒有出臺(tái)正式的霧霾日判定方法，本文中涉及的2013年和2012年霧霾天數(shù)確定方法如下:為了使兩年數(shù)據(jù)具有可比性，采用API 統(tǒng)計(jì)空氣質(zhì)量，先統(tǒng)計(jì)全年污染日天數(shù)，再在污染日中挑出污染原因?yàn)殪F霾的污染日，統(tǒng)計(jì)天數(shù)則為當(dāng)年霧霾天數(shù)。

2 大連市PM10污染現(xiàn)狀

2.1 2013年大連市PM10總體水平

2013年大連市區(qū)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)的天數(shù)為79 天，良的天數(shù)為211 天，輕度污染為50 天，中度污染為15 天，重度污染為10 天，空氣中首要污染物以PM10和PM2.5為主，全年P(guān)M10為首要污染物天數(shù)占比32%，僅次于PM2.5(38%)，空氣質(zhì)量為良時(shí)，PM10為首要污染的天數(shù)最多，約占總數(shù)的54%，其次為PM2.5(31%)，由表1 可以看出，PM10是除PM2.5以外影響大連市空氣質(zhì)量最重要的因素。

圖2 為2013年大連市區(qū)PM10濃度逐日變化曲線?？梢钥闯?，PM10日均值變化幅度較大，日均最小值和最大值分別為24μg/m3和308μg/m3，后者約為前者的12.8 倍。全年觀測(cè)期間，1月～3月和11月～12月PM10濃度水平總體較高且變化幅度較大，4月～10月PM10濃度水平總體較低且變化幅度較小。2013年大連市區(qū)PM10年均值為85μg/m3，超出環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB3095－12，以下簡(jiǎn)稱二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))0.21 倍。

2.2 近十年大連市PM10變化規(guī)律分析

圖3 為2004～2013年大連市區(qū)PM10年均值變化曲線，可以看出近十年來，2010年P(guān)M10濃度最低，為58μg/m3，2006年P(guān)M10濃度最高，為94μg/m3，按照PM10濃度從高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2007～2010年大連市區(qū)空氣中PM10濃度呈下降趨勢(shì)，2011～2013年大連市區(qū)空氣中PM10濃度呈不穩(wěn)定上升趨勢(shì)。2013年P(guān)M10濃度顯著高于2012年，同比升高28.8%，是近十年來漲幅最大的一次。

圖2 2013年大連市區(qū)PM10逐日變化

圖3 2004～2013年大連市區(qū)PM10濃度年均值變化

2.3 與2012年對(duì)比分析

圖4 為大連市區(qū)2013年與2012年P(guān)M10月均值對(duì)比圖，可以看出，除了4月和9月外，2013年其他月份PM10濃度均高于2012年，尤其是1月～3月，顯著高于2012年，平均升高68.1%。

3 2013年P(guān)M10升高原因分析

3.1 氣象條件分析

圖4 大連市區(qū)2013年與2012年P(guān)M10月均值對(duì)比

根據(jù)大連市氣象臺(tái)氣象資料，2013年與2012年相比，降水量和降水次數(shù)基本持平，但不穩(wěn)定天數(shù)減少58.1%，逆溫天數(shù)增加22.1%(詳見表2)。許多研究表明，逆溫會(huì)抑制污染顆粒物的擴(kuò)散，使城市上空顆粒物積聚增長(zhǎng)，導(dǎo)致顆粒物濃度增加［2－5］，而不穩(wěn)定天氣時(shí)，有利于污染擴(kuò)散［6］。因此，2013年氣象條件較2012年不利于污染擴(kuò)散，是2013年P(guān)M10濃度顯著升高的重要原因。

表2 2013年和2012年氣象條件統(tǒng)計(jì)

3.2 外來霧霾影響分析

從PM10月均值變化可知，2013年1月～3月PM10較2012年升高較為顯著。以2013年1月為例，京津冀地區(qū)發(fā)生了6 次大面積的霧霾，當(dāng)風(fēng)向?yàn)槠骰蛭髂巷L(fēng)時(shí)，即對(duì)大連市產(chǎn)生明顯影響。從大連的氣象數(shù)據(jù)也可以看到，2013年1月大連市偏西或偏南風(fēng)所占頻率為28%，而2012年1月僅為10%，導(dǎo)致大連所受到京津冀等霧霾的影響增大。因此，與2012年相比，2013年受霧霾的影響更大。全年比較分析，按API 統(tǒng)計(jì)，2013年污染日共計(jì)43 天，其中大范圍霧霾33 天，同比，污染日增加29天，受霧霾影響天數(shù)增加25 天。2013年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為73μg/m3，即粗略估計(jì)霧霾產(chǎn)生的PM10約占全年P(guān)M10總量的14%;2012年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為64μg/m3，即粗略估計(jì)霧霾產(chǎn)生的PM10約占全年P(guān)M10總量的3%。

3.3 監(jiān)測(cè)方法轉(zhuǎn)變影響分析

目前，國(guó)內(nèi)外監(jiān)測(cè)PM10常用的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法為β射線法和微量震蕩天平法，2 種方法工作原理有所不同，但測(cè)量結(jié)果具有很好的相關(guān)性。國(guó)內(nèi)以往研究表明，β 射線法測(cè)定的結(jié)果平均高于微量震蕩天平法15%～23%［7－11］。

2012年8月中旬，大連市10 個(gè)國(guó)控子站(除開發(fā)區(qū)子站外)監(jiān)測(cè)方法開始由微量震蕩天平法轉(zhuǎn)變?yōu)棣?射線+光散射法。為了分析監(jiān)測(cè)方法轉(zhuǎn)變對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響程度，2013年，大連市在周水子子站進(jìn)行了微量震蕩天平法和β 射線+光散射法實(shí)測(cè)對(duì)比，比對(duì)結(jié)果顯示，β射線+光散射法的監(jiān)測(cè)值比微量震蕩天平法高10%左右。因此粗略估計(jì)，監(jiān)測(cè)方法的轉(zhuǎn)變可能會(huì)使2013年P(guān)M10濃度升高7%左右。

3.4 本地污染源影響

2012年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為64μg/m3，加上監(jiān)測(cè)方法轉(zhuǎn)變導(dǎo)致PM10濃度升高7%的量，2013年P(guān)M10濃度均值僅達(dá)68μg/m3，仍小于2013年扣除霧霾日后的PM10濃度均值(73μg/m3)，說明本地污染源排放對(duì)于2013年P(guān)M10濃度升高有一定貢獻(xiàn)。

4 結(jié) 論

2013年大連市區(qū)PM10年均值為85μg/m3，同比升高28.8%，是近十年來PM10漲幅最大的一次，按照PM10濃度從高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2013年P(guān)M10升高原因主要有:①2013年氣象條件較2012年不利于污染物擴(kuò)散;②2013年霧霾產(chǎn)生的PM10約占全年P(guān)M10總量的14%，同比上升11 個(gè)百分點(diǎn);③監(jiān)測(cè)方法轉(zhuǎn)變導(dǎo)致2013年P(guān)M10濃度升高7%左右;④本地污染源的影響。

鑒于氣象條件與外來霧霾影響不可控，大連市要完成PM10約束性指標(biāo)，除了采取常規(guī)控制措施外，還需要從源頭上遏制空氣污染:①控制煤炭消費(fèi)總量，加快推進(jìn)LNG 替代和利用的工作進(jìn)展，從根本上改變目前以煤炭消耗為主的能源結(jié)構(gòu);②深入開展機(jī)動(dòng)車尾氣污染治理，在做好黃標(biāo)車淘汰的基礎(chǔ)上，抓緊實(shí)施國(guó)五油品替代工作;③強(qiáng)化揚(yáng)塵污染控制，重點(diǎn)整治施工揚(yáng)塵、裸露礦山揚(yáng)塵、劈山填海揚(yáng)塵等;④加快推進(jìn)環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，與周邊地區(qū)開展大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。

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