2016年太原市PM2.5時空分布特征

(太原市環(huán)境監(jiān)測中心站，山西 太原 030002)

2016年太原市PM2.5時空分布特征

宋麗紅

(太原市環(huán)境監(jiān)測中心站，山西 太原 030002)

本文以2016年太原市8個環(huán)境空氣自動點位的PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了太原市PM2.5濃度的時空分布狀況。結(jié)果表明：PM2.5濃度有明顯的時間分布特征，日變化趨勢呈雙峰型；就季節(jié)而言，冬季>秋季>春季>夏季，PM2.5最高值基本都出現(xiàn)在采暖期，月均濃度最大的是12月，達(dá)150μg/m3，最小值是8月份，為31μg/m3；空間分布上金勝>小店>晉源 >桃園> 尖草坪>南寨>塢城>上蘭。

太原市；PM2.5；時間分布；空間分布；污染特征

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，空氣污染尤其是PM2.5的污染日益嚴(yán)重，成為威脅人類健康的主要因素[1]。太原市作為能源、重工業(yè)基地之一，城市化和工業(yè)化發(fā)展的同時環(huán)境污染也日趨突出。2016年在全國74個重點城市排名中名列倒數(shù)第十，市區(qū)環(huán)境空氣中各污染物污染負(fù)荷最大的是PM2.5，負(fù)荷比為24.67%，全年超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)占67.2%，太原市大氣污染呈現(xiàn)出以PM2.5為主要污染物的霧霾復(fù)合型特征，研究太原市PM2.5的污染特征已刻不容緩。此前不乏對太原市PM2.5源解析方面的研究[2]，但針對太原市PM2.5與空間關(guān)系的研究卻較少。基于此，本研究利用太原市2016年P(guān)M2.5的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了PM2.5濃度的時空變化特征，以期為太原市大氣污染防治提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

本文PM2.5的監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于太原市8個環(huán)境空氣國控監(jiān)測站點，分別為上蘭、南寨、尖草坪、桃園、塢城、小店、金勝、晉源，其中上蘭為清潔對照點，不參與全市平均。這些點位覆蓋了太原市整個建成區(qū)，并涵蓋了所有大氣功能區(qū)。分析時段為2016年1月1日-2016年12月31日。

PM2.5測試采用美國熱電Model 5030型SHARP自動監(jiān)測設(shè)備，分析方法為β射線法，其原理是利用β射線的衰減量來測定顆粒物質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 PM2.5時間變化規(guī)律

2.1.1 PM2.5日變化

2016年P(guān)M2.5年均值為66μg/m3，超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)0.89倍，比2015年上升了6.45%。按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)對2016年P(guān)M2.5日平均濃度進(jìn)行分級，其中優(yōu)良天數(shù)261天，重度污染和嚴(yán)重污染天數(shù)26天，與2015年相比重污染天數(shù)出現(xiàn)的頻率增加了53.85%。由此可見2016年太原市大氣中PM2.5污染有所加重。

圖1為PM2.5日平均濃度隨時間變化情況。從圖1可知，PM2.5日均值濃度范圍是5-341μg/m3，最大日均值超標(biāo)3.55倍，出現(xiàn)在12月3日，當(dāng)日處于弱氣壓場，逆溫厚，底層風(fēng)力弱，擴散條件差。重度污染天多分布在11月和12月，其中11月有8天，12月有15天。2-10月沒有出現(xiàn)重度污染天氣，其日平均濃度質(zhì)量均處于150μg/m3以下。

圖1 2016年太原市PM2.5濃度逐日變化圖

圖2為PM2.5濃度全年平均日變化情況。由圖2可以看出，太原市采暖期內(nèi)PM2.5濃度日均值都高于非采暖期，約是非采暖期的1.86倍，比全年均值高37.88%。非采暖期PM2.5濃度日均值均低于環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值(75μg/m3)，比全年均值低25.76%。采暖期、非采暖和全年的PM2.5日變化趨勢基本一致，均呈雙峰特征，即從清晨開始上升至10時左右達(dá)高峰值，之后開始回落，下午16時左右為一天的最低值，然后濃度再次回升，午夜至凌晨1點達(dá)到夜間峰值，整體上看夜間濃度高于日間濃度且變化幅度小于日間。主要原因是上午氣溫回升，垂直擴散好，有利于污染物擴散，夜間地面溫度降低且產(chǎn)生逆溫，污染物被壓縮[3]。

圖2 2016年太原市PM2.5濃度日變化圖

2.1.2 月變化趨勢分析

太原市四季分明，不同季節(jié)氣象條件差別明顯，對PM2.5的影響也有顯著不同。整體上，夏季和春末秋初污染相對較輕[4]，冬季最重，冬季生物質(zhì)燃燒、取暖及少雨干燥增加了PM2.5的排放。就全年來說，PM2.5最高值基本都出現(xiàn)在采暖期，月均濃度最大的是12月，達(dá)150μg/m3，當(dāng)月PM2.5超標(biāo)率為87.10%，最小值是8月份，為31μg/m3；最高月濃度是最低月的4.2倍。4-9月PM2.5濃度變化幅度較小，且無高濃度值出現(xiàn)。

2.2 空間分布特征

空間距離是影響監(jiān)測點間濃度變化差異的重要因素[5]，由監(jiān)測結(jié)果可知，PM2.5優(yōu)良天數(shù)最多的是上蘭點，為301天，最少的是金勝點，僅有146天。8個測點的PM2.5年均濃度值均超標(biāo)，其中金勝點污染最嚴(yán)重，超標(biāo)1.05倍，由于該點處于城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，周圍有多個化工企業(yè)，受污染物輸送累積影響所致；小店點PM2.5的污染也較為突出，這是因為小店點周圍有較多的農(nóng)田，土地裸露比例大，加之處于城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；塢城點雖處于城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，但其

離太原市大氣環(huán)境功能區(qū)劃分中的三個三類功能區(qū)都較遠(yuǎn)，周圍也沒有特大的污染源，因而PM2.5在各點位中較低；上蘭點作為清潔對照點，在所有的點位中空氣質(zhì)量最好。各測點PM2.5年均濃度按由高到低的次序排列為：金勝>小店>晉源>桃園>尖草坪>南寨>塢城>上蘭。

3 結(jié) 論

(1)太原市2016年P(guān)M2.5年均值為66μg/m3，超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)0.89倍，重度污染和嚴(yán)重污染天數(shù)26天，與2015年相比增加了14天，太原市的空氣質(zhì)量不容樂觀。

(2)PM2.5時間分布：PM2.5日變化趨勢呈雙峰特征，最高峰出現(xiàn)在上午10時左右，次高峰出現(xiàn)在晚上1時，最低谷出現(xiàn)在下午16時；就全年來說，PM2.5最高值基本都出現(xiàn)在采暖期，12月份月均濃度值最大，8月份月均濃度值最小，就季節(jié)而言，冬季>秋季>春季>夏季。

(3)PM2.5空間分布：太原市空氣中PM2.5污染總體上有隨著城市主導(dǎo)風(fēng)向(西北風(fēng))由北向南逐步加重的趨勢，這與太原市最初設(shè)計工業(yè)布局時沒有考慮環(huán)境保護(hù)因素有直接的關(guān)系。各監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)較好地反映了周圍地區(qū)的污染特征，同時也說明點位附近的污染源對監(jiān)測結(jié)果有較大的影響。

[1] 方冬青，魏永杰，黃偉等.北京市2014年10月重霾污染特征及有機碳來源解析[J]環(huán)境科學(xué)研究，2016，29(1)：12-19.

[2]張桂香，閆雨龍，郭利利等.太原市大氣PM2.5中碳質(zhì)組成及變化特征[J].環(huán)境科學(xué)，2015，(3)：780-786.

[3]趙晨曦，王云琦，王玉杰.北京地區(qū)冬春PM2.5和PM污染水平和時空分布及其與氣象條件的分析[J].環(huán)境科學(xué)，2014，35(2)：418-427.

[4]李秋芳，任振科.石家莊市區(qū)PM2.5時空分布特征[J].河北工業(yè)科技，2017，34(1)：64-70.

[5]焦利民，許剛，趙素麗等.武漢PM2.5時空特征分析[J]環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2015，38(9)：70-74.

Spatial-temporalCharacteristicsofPM2.5inTaiyuanin2016

ONG Lihong

(Taiyuan Environmental Monitoring Central，Taiyuan，030002，China)

In this paper，data of PM2.5monitoring from 8 automatic air quality monitoring stations of Taiyuan in 2016 were analyzed to temporal and spatial distribution. The results show that the PM2.5has characteristics of obvious time distribution，and the trend of diurnal variation is bimodal；in terms of the seasons，winter>autumn>spring>summer，the peak of PM2.5is basically in the heating period，the maximum monthly concentration is in December，which is 150μg/m3，the minimum is August，31μg/m3；in spatial distribution，Jinsheng>Xiaodian> Jinyuan Taoyuan>Jiancaoping>Nanzhai>Wucheng>Shanglan.

Taiyuan；PM2.5；temporal distribution；spatial distribution；pollution characteristics

宋麗紅，學(xué)士，工程師，主要從事環(huán)境空氣方面的研究工作

文獻(xiàn)格式：宋麗紅.2016年太原市PM2.5時空分布特征[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：157-158.

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1673-288X(2017)06-0157-02