貴陽市冬季PM2.5與PM10濃度城郊變化特征分析

王永紅，劉 豪，彭景權

(貴州省環(huán)境科學研究設計院，貴州 貴陽 550081)

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貴陽市冬季PM2.5與PM10濃度城郊變化特征分析

王永紅，劉 豪，彭景權

(貴州省環(huán)境科學研究設計院，貴州 貴陽 550081)

對貴陽市2013年冬季PM10和PM2.5日均濃度實時數(shù)據(jù)進行了整理和分析，結(jié)果表明：PM10和PM2.5日均濃度在城區(qū)和郊區(qū)差異顯著；由于城郊氣象條件基本一致，PM10和PM2.5日均濃度月變化趨勢基本一致；PM10和PM2.5日均濃度比值范圍與均值相差較小，比值月變化趨勢基本一致，表明貴陽市城郊PM10和PM2.5來源相同或相近，相關性分析表明PM10和PM2.5日均濃度為正相關，二者污染源存在較大一致性。

PM10；PM2.5；污染特征；貴陽市

1　引言

大氣環(huán)境中的顆粒物是影響城市環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染物之一，尤其是顆粒物中的細顆粒物，它對人體健康的危害更大[1]。PM10和PM2.5分別指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于10 μm和2.5 μm的顆粒物，其大小、形態(tài)和化學組成與人們的健康有著密切的聯(lián)系。大量流行病資料顯示，PM10和PM2.5濃度高低與流行病發(fā)病率、死亡率有明顯的正相關關系，尤其是在呼吸系統(tǒng)疾病和心肺疾病方面[2，3]。PM2.5在PM10中占有相當大的比例，其大部分可直接進入人體的肺部并在肺泡沉積，因而對人體的危害更大[4，5]。

我國在1996年將PM10納入空氣質(zhì)量標準，開展常規(guī)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，2012年，新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)將PM2.5納入空氣質(zhì)量標準，并要求省會城市在2012年立即執(zhí)行。隨著國家治理大氣污染決心和力度的加大，各大中型城市相繼展開了PM2.5小時連續(xù)監(jiān)測。 貴陽市是貴州省省會城市，地處貴州省中部，屬全國東部向西部高原過渡地帶，地理位置特殊。目前雖然有一些關于貴陽市大氣顆粒物的污染研究[6,7]，但還是較少。筆者整理了貴陽市2013年冬季環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析了PM2.5和PM10的濃度變化特征，以期為貴陽市冬季環(huán)境空氣質(zhì)量管理提供依據(jù)。

2　資料來源

研究所利用的PM10和PM2.5濃度來自中國環(huán)境監(jiān)測總站全國城市空氣質(zhì)量實時發(fā)布平臺對外發(fā)布的貴陽市的桐木嶺和鴻邊門的空氣質(zhì)量實時數(shù)據(jù)，平臺根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095—2012)的有關規(guī)定，發(fā)布全國空氣質(zhì)量狀況。數(shù)據(jù)選取時段為2013年1月1日～31日，獲得了PM2.5和PM10的小時濃度數(shù)據(jù)各744個。桐木嶺監(jiān)測點位于貴陽市區(qū)東南部，位于城區(qū)主導風向的上風向，屬于城市郊區(qū)，人口稀疏、交通流量小，屬于清潔對照點。鴻邊門監(jiān)測點位于貴陽市中心，是貴陽市主城區(qū)，屬于人口擁擠，交通密集區(qū)域(圖1，圖2)。

3　結(jié)果與分析

3.1濃度變化分析

3.1.1PM2.5日均濃度

由兩個采樣監(jiān)測點的統(tǒng)計結(jié)果看出，桐木嶺監(jiān)測點PM2.5日均濃度范圍為9.6～116.3 μg/m3，平均值為57.7 μg/m3，PM2.5日均濃度國家二級標準為150 μg/m3，桐木嶺監(jiān)測點位超標率為19.4%，鴻邊門監(jiān)測點PM2.5濃度為23.8～186.1 μg/m3，平均值為84.2 μg/m3，超標率為61.3%，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1　PM2.5 日均濃度監(jiān)測結(jié)果

圖1PM2.5日均濃度月變化

圖2　 PM10 日均濃度月變化

3.1.2PM10日均濃度

由兩個采樣監(jiān)測點的統(tǒng)計結(jié)果看出，桐木嶺監(jiān)測點PM10的日均濃度范圍為30.1～161.7 μg/m3，平均濃度為84 μg/m3，PM10日均濃度國家二級標準為150 μg/m3，桐木嶺監(jiān)測點位超標率為6.5%，鴻邊門監(jiān)測點PM10日均濃度為45.4～310.5 μg/m3，平均濃度為122.2 μg/m3，超標率為77.4%，監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2　PM10 日均濃度監(jiān)測結(jié)果

3.1.3PM2.5/PM10日均濃度

由兩個采樣監(jiān)測點的統(tǒng)計結(jié)果看出，桐木嶺監(jiān)測點PM2.5/PM10日均值為0.32～0.82，平均值為0.68，鴻邊門監(jiān)測點PM2.5/PM10日均值為0.46～0.88，平均值為0.72。PM2.5/PM10日均值的比值結(jié)果見表3。

有研究顯示，污染程度越嚴重的地方PM2.5/PM10日均濃度的比值也越大，污染程度比較輕的地方PM2.5/PM10日均濃度的比值在0.3～0.4之間，而污染較嚴重的地方PM2.5/PM10日均濃度的比值在0.5～0.7之間[8]。兩個不同的監(jiān)測點位，采樣監(jiān)測期間PM2.5/PM10日均濃度的比值變化范圍為0.32～0.88，表明兩個監(jiān)測點位污染程度是不相同的，它們既有重污染日又有輕污染日。兩監(jiān)測點PM2.5/PM10濃度比值變化趨勢基本相同，表明兩個環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點受污染程度的變化趨勢相同，該區(qū)域污染物的來源相同或相近，見圖3。

表3　PM2.5/PM10濃度比值結(jié)果

3.2PM10和PM2.5日均濃度相關性分析

通過對比和分析PM2.5和PM10日均濃度之間的相關性，可以判斷它們是否來自于同一種污染源，也可以根據(jù)PM10的日均濃度來估算PM2.5的日均濃度[9]。 將PM10和PM2.5的日均濃度做相關性分析，對鴻邊門和桐木嶺監(jiān)測點PM2.5做回歸方程，得到線性方程，見圖4。

圖3　PM2.5/PM10濃度比值月變化

圖4　PM2.5與PM10濃度相關曲線

桐木嶺監(jiān)測點方程為：

PM2.5=0.781 PM10-6.6697

鴻邊門監(jiān)測點方程為：

PM2.5=0.5411 PM10+8.02

相關系數(shù)分別為R2桐木嶺=0.96，R2鴻邊門=0.84，總體說來PM2.5與PM10的監(jiān)測數(shù)據(jù)的相關性明顯。表明，鴻邊門和桐木嶺污染來源相同或相近。

4　結(jié)論

(1)桐木嶺監(jiān)測點PM2.5和PM10日均濃度范圍分別為9.6～116.3μg/m3和30.1～161.7μg/m3，超標率分別為19.4%和6.5%；鴻邊門監(jiān)測點PM2.5和PM10日均濃度范圍分別為23.8～186.1μg/m3和45.4～310.5μg/m3，超標率分別為61.3%和77.4%。結(jié)果表明，桐木嶺環(huán)境空氣污染較輕，鴻邊門污染較重。這主要由于貴陽冬季為采暖期，污染源主要來源于工業(yè)污染、燃煤煙氣和機動車尾氣等。桐木嶺位于貴陽市主城區(qū)主導風向的上風向，周邊工業(yè)企業(yè)、居民居住區(qū)和城市街區(qū)道路分布較少，而鴻邊門位于貴陽市主城區(qū)，屬工業(yè)、人口、城市交通密集區(qū)。

(2)雖然PM2.5和PM10日均值城市和郊區(qū)差異比較明顯，但由于貴陽市城市和郊區(qū)地形條件、氣象條件基本項目，因此，貴陽市城市和郊區(qū)各污染物日均濃度月變化趨勢基本相同。

(3)雖然城郊PM2.5和PM10日均濃度的污染程度不同，但PM2.5和PM10日均濃度的比值變化趨勢基本相同，說明貴陽市城市和郊區(qū)污染程度基本相同，區(qū)域顆粒物的來源相同或相近。

(4)相關性分析表明，冬季貴陽市PM2.5和PM10日均濃度高度正相關，污染源存在較大一致性。

[1]孫小莉，李生才，曾慶軒，等．城市空氣污染及其防治對策[J]．安全與環(huán)境學報，2008，8(4):73～76.

[2]HOMNBERG C,MACIULEVICIURE L,SEEMAYERN H,et al．Induction of sister chromatid exchanges (SCE) in human tracheal epithelial cells by the frations PM10and PM2.5of air borne particles[J]．Toxicol Lett，1998，2(1):215～220．

[3]WIESLAW J，ELZBIETA F，ELZBIETA M，et al．The adverse effet of low levels of ambient air pollutants on lung function growth in preadolescent children[J]．Environmental Health Per spectives，1999，107(8):669～674．

[4]郭濤，馬永亮，賀克斌．區(qū)域大氣環(huán)境中PM2.5/PM10空間分布研究[J]．環(huán)境工程學報，2009，3(1):147～150．

[5]HE K，YANG F，MA Y，et al．The characteristics of PM2.5in Beijing,China[J]． Atmospheric Environmental，2001，35:4959～4970．

[6]徐蘭，高庚申，安裕敏．貴陽市某城區(qū)大氣中TSP、PM10、PM2.5污染水平研究[J]．三峽環(huán)境與生態(tài)，2012，34(5):8～10．

[7]王琴，馬琳達．貴陽市空氣中PM2.5/PM10時空分布特征研究[J]．環(huán)?？萍?，2015，21(1):28～31．

[8]徐敬，丁國安，顏鵬，等．北京地區(qū)PM2.5的成分特征及來源分析[J]．應用氣象學報，2007，18(5)：645～654

[9]郭清彬，程學豐，侯輝，等．冬季大氣中PM10和PM2.5污染特征及形貌分析[J]．中國環(huán)境監(jiān)測，2010，26(4)：55～58.

Study on Variation Characteristics of PM2.5and PM10Concentrations Between Urban and Suburban Areas of Guiyang in Winter

Wang Yonghong，Liu Hao，Peng Jingquan

(GuizhouInstituteofEnvironmentalScienceandDesigning，Guiyang,Guizhou550081，China)

The study collected and analyzed the daily average concentrations of PM10and PM2.5in Guiyang in the winter of 2013. The results showed that there were significant differences of the average daily PM10and PM2.5between urban and suburban areas; the pollutants concentration variation curve trends were basically the same because of the similar daily meteorological conditions in urban and suburban areas; there was little difference between daily average concentration ratio range and the mean ratio of PM10and PM2.5in urban and suburban areas so that their monthly variation curve trends were the same. Therefore the sources of PM10and PM2.5in urban and suburban areas were the same or similar Correlation analysis showed that average daily PM10and PM2.5concentrations were in highly positive correlation, and their pollution sources were in great consistency.

PM10；PM2.5；pollution characteristics; Guiyang

2016-07-12

貴州省環(huán)境保護廳環(huán)境科技項目(編號：黔環(huán)科[2015]11，黔環(huán)科[2015]10)

王永紅(1979—)，男，碩士，主要從事大氣環(huán)境污染控制工作。

X51

A

1674-9944(2016)16-0037-03