撫順市大氣中顆粒物污染狀況及分布特征

李曉丹(撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 遼寧 撫順 113006)

撫順市大氣中顆粒物污染狀況及分布特征

李曉丹(撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 遼寧 撫順 113006)

選用2015年全年P(guān)M10、PM2.5連續(xù)監(jiān)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)分析了撫順地區(qū)PM10、PM2.5污染狀況及來源解析。結(jié)果表明：撫順市大氣顆粒物污染PM10、PM2.5年平均濃度分別為94μg/m3和54μg/m3。污染季節(jié)特征比較明顯，冬季采暖期污染最重，夏季污染最輕。大氣顆粒物污染分布特點(diǎn)基本呈由東到西逐漸加重，西部工業(yè)區(qū)污染最重，大伙房水庫污染最輕；PMF源解析方法確定了撫順地區(qū)4類主要粒子污染源：土壤塵、建筑水泥塵、煙煤塵、汽車尾氣。

PM10；PM2.5；污染狀況；來源解析；PMF

大氣顆粒物是大氣中存在的各種固態(tài)和液態(tài)顆粒狀物質(zhì)的總稱。各種顆粒狀物質(zhì)均勻地分散在空氣中構(gòu)成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的龐大的懸浮體系，即氣溶膠體系，因此大氣顆粒物也稱為大氣氣溶膠。氣溶膠由顆粒及氣體組成，平常所見到的灰塵、熏煙、煙、霧、霾等都屬于氣溶膠的范疇。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境空氣質(zhì)量問題尤為突出，國內(nèi)眾多城市頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，危害著人體健康。由于顆粒物中微粒沉降速度慢，在大氣中存留時(shí)間久，在大氣動(dòng)力作用下能夠吹送到很遠(yuǎn)的地方。所以顆粒物的污染往往波及很大區(qū)域，甚至成為全球性的問題。

撫順?biāo)赜小懊憾肌敝Q，以石油化工、煤炭為主導(dǎo)行業(yè)。銅、鋅、油頁巖、泥炭等礦產(chǎn)保有儲(chǔ)量居全省首位?！笆濉逼陂g，撫順在大力發(fā)展工業(yè)的同時(shí)，環(huán)境空氣質(zhì)量急劇下降。開展撫順市大氣中顆粒物污染狀況及來源分析研究，為后期撫順市開展大氣污染治理提供參考依據(jù)。

1 布點(diǎn)與采樣

按《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)規(guī)范》(試行)要求，在撫順市共設(shè)置6個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，各點(diǎn)位均滿足周圍50m內(nèi)無污染源，點(diǎn)位主導(dǎo)風(fēng)向與城市主導(dǎo)風(fēng)向最大偏離小于45度的要求。其中6個(gè)點(diǎn)位分別為沈撫新城(工業(yè)區(qū))、望花區(qū)(工業(yè)區(qū))、新?lián)釁^(qū)(交通區(qū))、順城區(qū)(居民區(qū))、東洲區(qū)(居民區(qū))、大伙房水庫(清潔對(duì)照點(diǎn))。

選用Thermo Scientific 5014i Beta型和Thermo Scientific 5030i型環(huán)境顆粒物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀測(cè)量對(duì)2015年全年主要污染物PM10、PM2.5進(jìn)行在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

2 顆粒物污染狀況

2.1 顆粒物濃度及粒徑分布

2015年，撫順市大氣顆粒物監(jiān)測(cè)有效天數(shù)為362d，PM10、PM2.5年 平 均 濃 度 分 別 為 94μg/m3和54μg/m3。其中，PM10、PM2.5分別超過國家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.34倍和1.51倍。從超標(biāo)倍數(shù)上看，撫順市大氣顆粒物中的PM2.5污染比較嚴(yán)重。撫順市大氣顆粒物濃度及粒徑分布見表1。

表1 撫順市大氣中顆粒物濃度及粒徑分布

2.2 不同點(diǎn)位比較

撫順市大氣顆粒物污染基本呈由東到西逐漸加重的特點(diǎn)，西部大氣顆粒物污染重于東部。其中大伙房水庫的污染程度最低。撫順市望花區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(工業(yè)區(qū))PM10、PM2.5年均濃度明顯高于大伙房水庫(清潔對(duì)照點(diǎn))。其中PM10、PM2.5分別是大伙房水庫的1.3倍和1.8倍。2015年各點(diǎn)位PM10、PM2.5年均濃度見圖1。

圖1 2015年各點(diǎn)位PM10與PM2.5年均濃度

2.3 不同季節(jié)顆粒物變化

撫順市大氣顆粒物污染狀況季節(jié)特征比較明顯。冬季以霧霾為主，春季以沙塵污染為主，夏秋季以光化學(xué)污染為主。其中PM10與PM2.5采暖期污染明顯重于非采暖期，其采暖期濃度分別為非采暖期濃度的1.5倍和1.8倍。2015年撫順市PM10與PM2.5月均濃度變化見圖2。

圖2 2015年撫順市PM10與PM2.5月均濃度變化

2.4 大氣顆粒物的來源分析

來源不同的顆粒物化學(xué)組成具有顯著的差異，因此各種來源的化學(xué)成分譜和標(biāo)識(shí)物成為來源解析的重要依據(jù)。近年來，隨著顆粒物監(jiān)測(cè)技術(shù)和源解析受體模型的發(fā)展，我們可以獲得各種污染源排放的顆粒物和環(huán)境大氣顆粒物的質(zhì)量濃度和詳細(xì)的化學(xué)組成信息。并在此基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)上多元統(tǒng)計(jì)分析的方法，結(jié)合城市當(dāng)?shù)氐牡乩?、氣象條件、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和污染源的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行綜合分析，就有可能對(duì)城市污染狀況、污染程度、污染來源的類型和貢獻(xiàn)作出科學(xué)的判斷。撫順市PM10中各元素濃度見表2。

PMF源解析方法可得：Mn、Mg、Ca、Na、K、Zn、Ni、Fe等元素在各采樣點(diǎn)存在加大差別，Ti、Al、As、Cd、V等元素差別不大。其中，望花區(qū)污染最重，為大型污染企業(yè)聚集區(qū)；新?lián)釁^(qū)和順城區(qū)次之，作為清潔對(duì)照點(diǎn)的大伙房水庫濃度較低。K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Al等7種地殼元素所占比重較大，全年平均可達(dá)97.0％，地殼元素對(duì)PM10濃度貢獻(xiàn)巨大，主要來自土壤風(fēng)沙塵和建筑塵。Cd、Zn、Pb、Co元素相關(guān)性較高，是道路塵的標(biāo)識(shí)元素，其中Pb、Co大量來自機(jī)動(dòng)車尾氣的排放。Mn、Cu、Ti等元素主要來自企業(yè)的污染排放，如Mn元素是錳鋼等特種鋼的主要原料。

表2 撫順市PM10中各元素濃度 μg/m3

3 結(jié)果與討論

撫順市大氣顆粒物污染狀況主要受以下因素的影響：

(1)氣象因素：撫順市年均風(fēng)速為3.9m/s，全年靜風(fēng)頻率為10％，大多集中在夏、冬兩季，造成冬季低風(fēng)速和大氣污染物集中排放期相疊加，使污染物不易擴(kuò)散出去，從而加重污染水平。

(2)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：撫順市能源結(jié)構(gòu)以煤炭、化工為主，年燃煤量1125.04萬t，石油工廠、燃煤電廠圍繞城市，受狹長型地理?xiàng)l件限制，區(qū)域一體高效供熱建設(shè)較為滯后，分散小鍋爐熱效率低，能源消耗大，環(huán)境空氣污染呈典型的燃煤型污染。

(3)生活水平：撫順市汽車保有量迅速增加，年平均增長率為8.17％。隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增加，尾氣排放量明顯增長，機(jī)動(dòng)車尾氣污染成為影響空氣質(zhì)量的重要污染源。

(4)秸稈焚燒：2015年共出現(xiàn)的5d嚴(yán)重污染天氣，其中4d出現(xiàn)在10月底11月初。污染主要原因是露天秸稈焚燒。秸稈焚燒釋放的大量顆粒物使空氣質(zhì)量明顯下降。

4 結(jié)論

撫順市大氣顆粒物污染PM10、PM2.5年平均濃度分別為94、54μg/m3，季節(jié)性污染物特征明顯，冬季采暖期污染最重，夏季污染最輕。大氣污染物由東到西逐漸加重，西部工業(yè)區(qū)污染最重，大伙房水庫污染最輕。PMF源解析方法確定了土壤塵、建筑水泥塵、煙煤塵、汽車尾氣為撫順地區(qū)四類主要離子污染源。

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Analysis of Particulate Matter Pollution and Its Distribution Characteristics in the Atmosphere of FuShun City

LiXiaodan(Environment Monitoring Center Station of FuShun City FuShun Liaoning 113006)

With continuous monitoring data of PM10 and PM2.5 in the whole year of 2015，the pollution condition and sources of PM10 and PM2.5 in FuShun area were analysed statistically.The results showed that annual average concentrations of PM10 and PM2.5 in FuShun city were 94μg/m3 and 54μg/m3.Seasonal characteristics of pollution was obvious，pollution in the winter heating period was most serious and pollution in summer was lightest.The distribution characteristics of atmospheric particulate pollution was aggravated gradually from east to west.Pollution in west industrial zone was most serious and pollution in DaHuofang reservoir was lightest.We used PMF source analysis method to determine 4 main particle pollution sources in FuShun area：soil dust，cement dust，coal dust and vehicle exhaust emission.

PM10PM2.5Pollution condition Source analysis PMF

X51

A

1674-263X(2016)04-0048-03

2016-11-20

李曉丹(1984-)，女，本科，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。