佛山市大氣PM2.5與PM10及能見度關系分析

趙 紅，黃艷玲

(佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 佛山 528000)

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佛山市大氣PM2.5與PM10及能見度關系分析

趙 紅，黃艷玲

(佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 佛山 528000)

通過對佛山市10個測點2012年PM2.5濃度連續(xù)自動監(jiān)測數據進行數理統(tǒng)計分析，結果發(fā)現(xiàn)：PM2.5濃度夏季較低，秋冬季較高； PM2.5濃度周一和周末較低，但差別不明顯城市內不同地理位置測點的PM2.5濃度值及其隨時間的變化趨勢均比較相近；各測點PM2.5/ PM10比值范圍在48.67%～74.07%之間，PM2.5/ PM10比值總體上隨PM2.5和PM10濃度升高而增大；能見度與PM2.5、PM10存在近似冪函數關系，且能見度與PM2.5的冪函數關系更明顯，相關系數更高，表明顆粒物特別是PM2.5在低濕度時消光作用顯著，是影響能見度的重要因素。

PM2.5；PM10；能見度；數理統(tǒng)計

1　引言

隨著城市化進程的加快，經濟發(fā)展所帶來人們生活改善的同時，環(huán)境污染問題，特別是大氣污染問題開始備受廣泛關注[1，2]。PM2.5作為《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)的變革代表性污染物，目前社會各界均開展了廣泛的研究。但過去對PM2.5的研究主要才用人工采樣的方式，研究樣本量少，缺少長期連續(xù)性的數據，對于PM2.5濃度變化特征難以把握。以往具備長期連續(xù)監(jiān)測PM2.5條件的主要為北上廣等一線城市[3～5]，針對其它城市的PM2.5污染變化特征的研究鮮見于文獻。

珠江三角洲城市群是我國首個整體實施《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)的城市群地區(qū)，佛山市作為珠江三角洲城市群的一員于2012年3～5月全面建設包含10個測點，覆蓋該市五區(qū)的全市PM2.5自動監(jiān)測網絡，并建設佛山空氣質量實況發(fā)布平臺，累積大量PM2.5連續(xù)監(jiān)測數據，并實時向公眾發(fā)布。通過對佛山市10個測點2012年PM2.5濃度連續(xù)自動監(jiān)測數據進行數理統(tǒng)計分析，分析PM2.5濃度時空變化特征，并探索PM2.5占PM10比重的特征，以及顆粒物濃度與能見度關系。

2　PM2.5時空變化特征

對2012年下半年佛山市PM2.5監(jiān)測數據進行分析發(fā)現(xiàn)，PM2.5濃度夏季較低，秋冬季較高，夏季時期，氣溫較高，混合層高度也因此提高，有利于大氣污染物的擴散，另外，夏季熱帶氣旋活動頻繁，降水豐富且降雨強度較大，有利于污染物清除。春季和秋冬季時期，氣溫較低，混合層高度較低，靜風天氣發(fā)生頻率較高，不利于大氣污染物擴散，且天氣相對干燥，降水較少，污染物濕沉降有限。通常僅在較強冷空氣南下，氣團活動相對活躍，風速較高的情況下，才會出現(xiàn)污染物迅速消散，因此PM2.5濃度較高；周變化分析發(fā)現(xiàn)，PM2.5濃度周一和周末較低，但差別不明顯，與氣象條件變化不受工作日和非工作日影響，以及城市生活、工作節(jié)奏加快，商貿活動頻繁，周末仍有大量生產、生活活動有關；日變化分析反映PM2.5濃度全天24 h變化特征不明顯，表明其來源可能多為二次顆粒物，受生產、生活日變化規(guī)律影響較??；PM2.5濃度時間變化趨勢與PM10基本一致，反映在佛山市PM2.5是影響PM10的重要部分(圖1)。

空間變化上，相對于氣態(tài)污染物，PM2.5的空間變化較少，城市內不同地理位置測點的PM2.5濃度值及其隨時間的變化趨勢均比較相近。可見PM2.5濃度受二次污染等影響，區(qū)域特征比較顯著(圖2)。

3　不同顆粒物濃度下PM2.5占PM10比重

2012年下半年佛山市各測點PM2.5/PM10比值范圍在48.67%～74.07%之間。位于工業(yè)發(fā)達城區(qū)的測點PM2.5/PM10比值比較接近，說明在這些地區(qū)PM10中粒徑小于2.5 μm的細顆粒物比例比較接近，顆粒物污染特征較為相似(表1)。

對不同顆粒物濃度區(qū)間中PM2.5/PM10比值進行分析發(fā)現(xiàn)，PM2.5/PM10比值總體上隨PM2.5和PM10濃度升高而增大，說明粒徑小于2.5 μm的顆粒物是導致顆粒物污染的主要因素。

表1　不同顆粒物濃度區(qū)間中PM2.5/PM10比值分布

圖1PM2.5濃度時間變化特征

圖2　不同位置監(jiān)測點PM2.5和SO2濃度日均值變化

4　顆粒物濃度與能見度關系

對佛山市PM2.5濃度和世紀蓮測點能見度監(jiān)測數據分析發(fā)現(xiàn)(圖3)，能見度與PM2.5、PM10存在近似冪函數關系，且能見度與PM2.5的冪函數關系更明顯，相關系數更高；隨著顆粒物濃度增大，能見度下降明顯，尤其是PM2.5升高時，能見度下降速度更快；濕度越低，相同程度的顆粒物濃度變化對應能見度的變化幅度更大，顆粒物濃度的改變對能見度影響更大。 表明顆粒物特別是PM2.5在低濕度時消光作用顯著，是影響能見度的重要因素。從冪函數關系式可推算，在濕度小于80%時，PM2.5濃度降低10%，能見度可提高9%～10%，可見在重污染時期實施應急措施雖不能快速根治污染情況，但阻止污染情況進一步惡化，可有效防止灰霾加重。

圖3　2012年下半年佛山市PM2.5濃度與能見度、PM10濃度與能見度關系

5　結論

(1)通過數據經分析發(fā)現(xiàn)：PM2.5濃度夏季較低，秋冬季較高；PM2.5濃度周一和周末較低，但差別不明顯；PM2.5濃度全天24 h變化特征不明顯；PM2.5濃度時間變化趨勢與PM10基本一致，反映在佛山市PM2.5是影響PM10的重要部分。

(2)城市內不同地理位置測點的PM2.5濃度值及其隨時間的變化趨勢均比較相近。

(3)佛山市各測點PM2.5/ PM10比值范圍在48.67%～74.07%之間。PM2.5/ PM10比值總體上隨PM2.5和PM10濃度升高而增大，說明粒徑小于2.5 μm的顆粒物是導致顆粒物污染的主要因素。

(4)能見度與PM2.5、PM10存在近似冪函數關系，且能見度與PM2.5的冪函數關系更明顯，相關系數更高，表明顆粒物特別是PM2.5在低濕度時消光作用顯著，是影響能見度的重要因素。

[1]Koch M. Airborne fine particalates in the environment: a review of health effect studies, monitoring data and emission inventories[R]. Laxengurg, Austria: IIASA, 2000.

[2]Christoforou C S, Salmon L G, Hannigan M P, et al. Trends in fine particle concentration and chemical composition in southern California [J]. Jounal of Air & Waste Management Association. 2000. 50: 43～53.

[3]吳兌,劉啟漢,梁延剛,等. 粵港細粒子PM2.5污染導致能見度下降與灰霾天氣形成的研究[J]. 環(huán)境科學學報,2012,32(11):2660～2669.

[4]楊復沫,賀克斌,馬永亮,等. 北京PM2.5濃度的變化特征及其與PM10、TSP的關系[J]. 中國環(huán)境科學,2002(6):27～31.

[5]王文錚. 上海市靜安區(qū)PM2.5濃度變化特征及其與PM10的關系[J]. 北方環(huán)境,2013,25(2):129～131.

2016-07-11

趙紅(1968—)，女，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測數據統(tǒng)計及分析工作。

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1674-9944(2016)16-0042-03