珠三角區(qū)域PM2.5濃度特征及時空變化規(guī)律

張 瑩，趙 燕

（廣東省環(huán)境監(jiān)測中心 大氣環(huán)境監(jiān)測科，廣東 廣州 510308）

珠三角區(qū)域PM2.5濃度特征及時空變化規(guī)律

張 瑩，趙 燕

（廣東省環(huán)境監(jiān)測中心 大氣環(huán)境監(jiān)測科，廣東 廣州 510308）

在統(tǒng)一儀器設(shè)備和參數(shù)設(shè)置的條件下開展珠三角區(qū)域PM2.5濃度監(jiān)測，分析珠三角區(qū)域PM2.5時空變化，研究結(jié)果表明，珠三角區(qū)域PM2.5平均濃度總體分布為西部高，中部和南部中等，北部和東部低。其中，南部PM2.5濃度水平隨季節(jié)變化明顯。

PM2.5；時空變化；珠三角；監(jiān)測周期

1 觀測區(qū)域概況

采用統(tǒng)一的PM2.5自動監(jiān)測儀器，并設(shè)置相同的參數(shù)，分別在廣東省大氣超級站、磨碟沙、萬頃沙、天湖、竹洞、端芬、西角、金果灣共8個區(qū)域站點開展為期1年的監(jiān)測實驗，監(jiān)測周期為2015-01-01—2015-12-31，每日采樣時間為0：00—23：00。各站點概況如表1所示。

表1 監(jiān)測站點概況

2 濃度數(shù)據(jù)與結(jié)果分析

2.1 珠三角區(qū)域PM2.5濃度日變化特征

根據(jù)相關(guān)研究表明，大中城市PM2.5濃度的日變化規(guī)律基本呈現(xiàn)雙峰值分布特征，通常情況下，小時濃度的2個峰值對應(yīng)早晚上下班出行高峰期，但峰值出現(xiàn)的時間、2個峰值的相對大小會有一定的差異性，而濃度低值則一般出現(xiàn)在午后的時間段。本研究關(guān)于2個峰值出現(xiàn)時間的研究結(jié)論與相關(guān)研究結(jié)果基本一致。萬頃沙、天湖、竹洞為單峰分布，萬頃沙和竹洞峰值集中在每日9：00—11：00，天湖峰值集中在19：00—21：00，這4個單峰值站點都位于廣州市，萬頃沙和竹洞屬于城區(qū)站，PM2.5濃度呈現(xiàn)日間較高，夜間較低的變化趨勢，可能與日間太陽輻射較強、有利于二次細(xì)顆粒物生成有關(guān)。天湖屬于郊區(qū)站，PM2.5濃度變化多為夜間略高于白天，呈現(xiàn)出邊界層變化的影響較為明顯的特點。研究結(jié)果與Zhao X J等人（2009）研究結(jié)論“北京郊區(qū)的PM2.5濃度日變化規(guī)律為單峰分布，最小值和最大值分別出現(xiàn)在10：00和19：00，與城區(qū)不同”基本一致。

無論是單峰值站點，還是雙峰值站點，其PM2.5濃度日變化最高峰值和最低濃度值出現(xiàn)時間相對集中。從珠三角各站點平均結(jié)果可以看出，區(qū)域PM2.5濃度日變化呈現(xiàn)雙峰分布特點，峰值分別為10：00和21：00，且晚上峰值比早上峰值濃度高，21：00為全天最高峰值，而最低濃度值則出現(xiàn)在5：00，具體如圖1所示。

分季節(jié)對PM2.5濃度日變化規(guī)律進行分析，春季為2月、3月、4月，夏季為5月、6月、7月，秋季為8月、9月、10月，冬季為11月、12月、1月。珠三角平均結(jié)果4季PM2.5濃度日變化均呈現(xiàn)雙峰分布規(guī)律，早上峰值出現(xiàn)時間夏季較早，冬季較晚，夏季早高峰出現(xiàn)在9：00，春秋二季早高峰均出現(xiàn)在10：00，冬季早高峰出現(xiàn)在11：00；晚上峰值出現(xiàn)時間春季較早，晚高峰春季出現(xiàn)在20：00，夏秋冬三季出現(xiàn)在21：00.

圖1 各站點PM2.5濃度日變化

2.2 珠三角區(qū)域PM2.5濃度季節(jié)變化特征

統(tǒng)計2015年各月平均氣溫、降雨量和各站點PM2.5濃度，各站點呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律。磨碟沙、萬頃沙、竹洞3個站點PM2.5濃度最高月為1月，天湖、端芬、超級站、西角、金果灣5個站點PM2.5濃度最高月為2月。各站點PM2.5濃度高值集中在1月和2月，為全年氣溫較低，降雨量偏少的月份，珠三角地區(qū)盛行偏北風(fēng)，氣候溫暖干燥，大氣層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，氣象條件不利于污染物擴散，各站點PM2.5濃度相對較高。磨碟沙、萬頃沙、竹洞、端芬、超級站、西角、金果灣7個站點PM2.5濃度最低月為6月，天湖、竹洞兩個站點PM2.5濃度最低月為5月。5月和6月為氣溫較高的時間段，且是降雨量偏多的月份，珠三角地區(qū)盛行偏南風(fēng)，且5月和6月共受到4個臺風(fēng)影響，氣象條件有利于污染物擴散，各站點PM2.5濃度相對較低。綜合而言，在高溫多雨的月份，PM2.5濃度較低；低溫少雨的月份，PM2.5濃度較高。同時，還因為PM2.5排放量在氣溫較低的冬季有所增加，且冬季氣象條件不利于擴散，導(dǎo)致高污染。夏季的氣象條件有助于PM2.5擴散，且降水量大，濃度較低。

對本研究結(jié)果分為4個季節(jié)進行統(tǒng)計，所有站點PM2.5濃度呈現(xiàn)明顯一致的季節(jié)特征，冬季濃度最高，夏季濃度最低，4個季節(jié)濃度變化規(guī)律為冬季＞秋季＞春季＞夏季，與岳玎利（2014）基于珠三角大氣超級站的研究結(jié)果一致。各站點冬季PM2.5濃度為夏季的1.6倍（天湖）～3.1倍（端芬），平均為2倍，低于昌晶亮（2015）冬季是夏季濃度3倍的結(jié)果。磨碟沙、萬頃沙、端芬、超級站4個站點倍數(shù)在平均值以上，天湖、竹洞、西角、金果灣4個站點倍數(shù)在平均值以下。8個站點平均結(jié)果也呈現(xiàn)一致的變化特征，PM2.5季節(jié)濃度變化規(guī)律為冬季＞秋季＞春季＞夏季，顯示PM2.5污染在秋冬季節(jié)比春夏季節(jié)嚴(yán)重。

2.3 珠三角地區(qū)PM2.5區(qū)域分布特征

采用反距離權(quán)重插值法分析PM2.5平均濃度區(qū)域分布特征，從2015年各區(qū)域站點PM2.5平均濃度分布可以看出，在珠三角西北部的竹洞、位于珠三角偏西部的區(qū)域性受體站超級站濃度相當(dāng)，處于較高濃度水平；在珠三角中部的磨碟沙、南部的萬頃沙、東北部的西角3個站點濃度相當(dāng)，處于中等濃度水平；在珠三角北部的天湖、西南部的端芬、東部的金果灣濃度相當(dāng)，處于較低水平。珠三角區(qū)域PM2.5平均濃度總體分布為西部高，中部和南部中等，北部和東部低。從2015年各月各區(qū)域站點PM2.5平均濃度分布可以看出，每月的濃度高值基本集中于珠三角西北部的竹洞和位于珠三角偏西部的區(qū)域性受體站超級站，10月、11月、12月次高值出現(xiàn)在珠三角南部的萬頃沙；每月濃度低值基本集中于珠三角北部的天湖、西南部的端芬、東部的金果灣，5月、6月、7月次低值出現(xiàn)在珠三角南部的萬頃沙；PM2.5區(qū)域分布特征與年均濃度的分布特點基本一致。

3 結(jié)束語

珠三角各區(qū)域站點平均結(jié)果顯示，區(qū)域PM2.5濃度日變化呈現(xiàn)雙峰分布特點，峰值分別為10：00和21：00，且晚上峰值比早上峰值濃度高，21：00為全天最高峰值，而最低濃度值則出現(xiàn)在5：00。具體各站點變化規(guī)律略有不同。PM2.5濃度月變化與降雨量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)規(guī)律，與小風(fēng)日數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)規(guī)律，珠三角PM2.5季節(jié)濃度變化特征為冬季＞秋季＞春季＞夏季，春夏季節(jié)濃度低，秋冬季節(jié)濃度高。珠三角區(qū)域PM2.5平均濃度空間分布為西部高，中部和南部中等，北部和東部低，其中，南部PM2.5濃度水平隨季節(jié)變化明顯。

［1］岳玎利，鐘流舉，謝敏，等.廣東不同環(huán)境大氣污染特性比較［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2015，5（07）.

［2］趙晨曦，王云琦，王玉杰，等.北京地區(qū)冬春PM2.5和PM10污染水平時空分布及其與氣象條件的關(guān)系［J］.環(huán)境科學(xué)，2014，35（02）.

［3］王占山，李云婷，陳添，等.2013年北京市PM2.5的時空分布［J］.地理學(xué)報，2015，70（01）.

［4］岳玎利，鐘流舉，張濤，等.珠三角地區(qū)大氣 PM2.5理化特性季節(jié)規(guī)律與成因［J］.環(huán)境污染與防治，2015，37（04）.

〔編輯：張思楠〕

TQ

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.138

2095-6835（2017）13-0138-02

張瑩（1985—），女，工程師，從事大氣環(huán)境監(jiān)測與管理工作。