淺談鄭州市霾的成因及特征

張爽爽+楊超凡

摘 要：隨著鄭州市逐步城市化，工業(yè)化，成為國(guó)內(nèi)最大的交通中心，霾也越來(lái)越嚴(yán)重影響著這個(gè)城市。本文將具體實(shí)際的數(shù)據(jù)列成圖表，分析鄭州市霾的成因以及特征，發(fā)現(xiàn)鄭州市霾高發(fā)于冬季，受燃煤供暖以及交通廢氣影響最大，并且在一天中，下午的空氣質(zhì)量相對(duì)早晨要好。

關(guān)鍵詞：霾；PM2.5；AQI

霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ咏M成的。它也能使大氣渾濁，視野模糊并導(dǎo)致能見(jiàn)度惡化，如果水平能見(jiàn)度小于10000米時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾（Haze）或灰霾（Dust-haze）?；姻蔡鞖舛喟l(fā)生于冬季，大大降低空氣的能見(jiàn)度，嚴(yán)重影響人們的出行和生活，對(duì)人類的身體健康也有嚴(yán)重的影響。

王秦[1]等發(fā)現(xiàn)與正常天氣相比，霧霾天氣發(fā)生時(shí)PM2.5和其中的27種元素濃度均升高，其中As，Cr，Pb，Ti和V等重金屬是PM2.5中的主要無(wú)機(jī)污染物；趙晨曦等[2]通過(guò)日變化反映了PM2.5和PM10濃度具有較好的相關(guān)性，且受氣象條件影響顯著。

1 霧和霾的區(qū)別

霧和霾是兩種天氣現(xiàn)象，是懸浮在貼近地面大氣層中的大量微細(xì)水滴（或冰晶）的可見(jiàn)集合體，對(duì)身體健康影響不大。霾主要是人為因素造成的，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在1-2微米左右，為肉眼看不到空中飄浮的顆粒物，可被人體呼吸道吸入，影響健康。目前霧和霾主要是依靠相對(duì)濕度來(lái)區(qū)分的，吳兌多次建議將相對(duì)濕度的閾值定為90%，作為區(qū)分輕霧與霾的輔助判據(jù)[3]。

2 霾的成因

霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、冬季供暖、工業(yè)排放、建筑揚(yáng)塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發(fā)等等，霧霾天氣通常是多種污染源混合作用形成的?；姻驳男纬芍饕强諝庵袘腋〉拇罅课⒘：蜌庀髼l件共同作用的結(jié)果，其成因有三：水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多；垂直方向上逆溫層的存在；空氣中懸浮顆粒物的增加。

鄭州市為受霧霾影響嚴(yán)重的城市之一。圖 1顯示了從2015年1月起到2016年12月鄭州市PM2.5月變化趨勢(shì)，從圖中我們可以看出，PM2.5的濃度每年從11月份左右開(kāi)始明顯上升，在1月份達(dá)到峰值，3月份回落，8月份左右達(dá)到低谷。造成此現(xiàn)象的原因可能為：

（1）燃煤是形成霧霾的重要誘因之一。鄭州市集中供暖啟動(dòng)時(shí)間為11月中旬，目前仍使用大量煤炭作為能源提供熱量，煤炭燃燒產(chǎn)生大量的煙塵及硫酸鹽等粒子，都為霾的重要組成因素；

（2）鄭州市是我國(guó)的交通中心，人口稠密，1月份迎來(lái)春運(yùn)熱潮，加劇了空氣中懸浮顆粒物的增加；

3 根據(jù)PM2.5日濃度變化來(lái)看霾的特征

PM2.5是霾的主要成分之一，多地都將PM2.5的濃度作為霾預(yù)警指標(biāo)。根據(jù)中國(guó)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)[4]數(shù)據(jù)分析顯示，PM2.5濃度和PM10濃度在一天中變化趨勢(shì)一致，呈良好的相關(guān)性，空氣質(zhì)量指數(shù)AQI也和PM2.5濃度變化趨勢(shì)一致。圖 2為鄭州市某一典型霾天氣各種污染物濃度在一天中的變化，從圖中可以看出，SO2，CO，NO2和O3濃度在一天中波動(dòng)不大，而PM2.5和PM10具有較大的波動(dòng)，因此AQI也隨之波動(dòng)。PM2.5濃度在14點(diǎn)左右降低，此時(shí)一天中氣溫最高，近地面空氣溫度較高，空氣團(tuán)向上流動(dòng)，微小的粉塵粒子也隨之上升，因此近地面PM2.5和PM10濃度將下降。到了晚上，近地面空氣溫度漸漸冷卻下來(lái)，空氣團(tuán)攜帶者粉塵微粒重新返回近地面。所以說(shuō)，在無(wú)特殊情況干擾時(shí)，傍晚的空氣要比清晨的空氣新鮮。

4 結(jié)論

根據(jù)上述分析發(fā)現(xiàn)，燃煤和交通是造成鄭州市霾天氣的重要因素，致使鄭州市11月份空氣污染程度升高，1月份達(dá)到峰值，3月份回落的主體趨勢(shì)。隨著PM2.5濃度的變化霾的嚴(yán)重程度在一天內(nèi)也會(huì)有一定的變化，凌晨時(shí)分污染物濃度最高，下午會(huì)相對(duì)較低一些。

參考文獻(xiàn)

[1]王秦，陳曦，何公理等.北京市城區(qū)冬季霧霾天氣PM2.5中元素特征研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2013，33（6）：1441-1445.DOI：10.3964/j.issn.1000-0593（2013）06-1441-05.

[2]趙晨曦，王云琦，王玉杰等.北京地區(qū)冬春PM2.5和PM10污染水平時(shí)空分布及其與氣象條件的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué)，2014，35（2）：418-427.

[3]吳兌.再論都市霾與霧的區(qū)別[J].氣象，2006，32（4）：9-15.DOI：10.3969/j.issn.1000-0526.2006.04.002.

[4]中國(guó)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)https：//www.aqistudy.cn/