煙花爆竹試燃放時(shí)段瀏陽市城區(qū)PM₁₀和PM_2.5的污染特征及影響分析

鄧琴 張敏

摘要：利用瀏陽市2018年煙花爆竹試燃放時(shí)段污染天氣作為研究背景，選取瀏陽市環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測省控站點(diǎn)2018年全年期間周1至周5實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及氣象參數(shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：煙花爆竹試燃放時(shí)段對環(huán)境空氣中PM10和PM2.5影響顯著，集中試燃放對PM10和PM2.5的小時(shí)值增長倍數(shù)貢獻(xiàn)明顯，煙花爆竹試燃放時(shí)段對PM10和PM2.5的小時(shí)值最大貢獻(xiàn)量分別為17～31ug/m₃和11～19ug/m₃最大增高倍數(shù)分別為0.4～0.7倍和0.4～0.9倍。PM10和PM2.5小時(shí)濃度均為秋季增幅最大。

關(guān)鍵詞：煙花爆竹;試燃放;細(xì)顆粒物;污染特征

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）16-0161-03

1引言

瀏陽市屬“中國煙花之鄉(xiāng)”，花炮生產(chǎn)被列為地方性產(chǎn)業(yè)保護(hù)項(xiàng)目，因此瀏陽煙花爆竹試燃放及大型焰火晚會(huì)成為了瀏陽特色，周一至周五都會(huì)定時(shí)定點(diǎn)進(jìn)行煙花試燃放，但煙花爆竹試燃放時(shí)間段，會(huì)使空氣質(zhì)量在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈波動(dòng)，空氣中污染物濃度也呈現(xiàn)明顯變化。相關(guān)研究表明，城市在特定時(shí)段集中燃放煙花爆竹會(huì)導(dǎo)致局部空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，大量燃放煙花爆竹對大氣中顆粒物濃度、SO2和NO2濃度增加有明顯影響，特別是對細(xì)顆粒物濃度貢獻(xiàn)最大，燃放期間PM10和PM2.5濃度會(huì)成倍增長;在煙花爆竹集中燃放期間，不利于污染物擴(kuò)散的氣象條件將造成污染物的累積，引起濃度升高并造成持續(xù)性污染。

本文利用2018年1月1日至2018年12月31日周一至周五的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測省控站點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及氣象參數(shù)，分析煙花爆竹試燃放時(shí)段瀏陽市城區(qū)PM10和PM2.5的污染特征，探討煙花爆竹試燃放時(shí)段對瀏陽市空氣質(zhì)量的影響，為瀏陽市煙花爆竹試地方性產(chǎn)業(yè)相關(guān)規(guī)定的修訂及污染控制措施的制定提供參考。

2研究方法

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)及氣象資料來源于瀏陽市城區(qū)所設(shè)的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測省控站點(diǎn)，省控站點(diǎn)位于瀏陽市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站樓頂，距離瀏陽市煙花爆竹試燃放點(diǎn)2km;瀏陽市煙花爆竹試燃放點(diǎn)位于市荷花街道辦事處瀏河村金灘燃放場。

采用統(tǒng)計(jì)方法分析瀏陽市2018年煙花爆竹試燃放時(shí)段周一至周五夏秋季（5月1日至10月31日）19：00～21：30;冬春季（11月1日至4月30日）18：00～21：00期間PM10和PM2.5的逐時(shí)變化特征及對環(huán)境空氣的影響。

3結(jié)果與討論

3.1PM2.5和PM10濃度逐時(shí)變化規(guī)律

2018年煙花爆竹試燃放時(shí)段瀏陽市城區(qū)PM10和PM2.5逐時(shí)濃度變化如圖1，圖2。

由圖1、圖2可知，2018年春、夏、秋、冬季煙花爆竹試燃放時(shí)段PM2.6和PM，。小時(shí)濃度均呈一致變化趨勢，PM2.5、PM10小時(shí)濃度值冬季與春季接近，夏季與秋季較接近;而春、夏、秋、冬季均為煙花爆竹試燃放起始時(shí)間18：00～19：00后出現(xiàn)PM2.5、PM10濃度逐漸上升趨勢，試燃放結(jié)束后1h 22：00時(shí)達(dá)到濃度最高值，在22：00后呈逐漸下降趨勢，說明煙花爆竹試燃放時(shí)段對環(huán)境空氣中PM10和PM2.5影響顯著。

3.2PM2.5和PM10相關(guān)性分析

對PM2.5和PM10進(jìn)行兩兩相關(guān)性分析，結(jié)果見圖3、4。

由圖3、4可知，PM2.5和PM1024h濃度值與試燃放前后小時(shí)濃度值均呈高度正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R為0.93～0.99，表明煙煙花爆竹集中試燃放時(shí)段會(huì)導(dǎo)致PM10小時(shí)濃度值急速增加，同時(shí)PM2.5也跟著迅速增高，兩者呈一致同步性，說明其污染物的同源性。

3.3煙花爆竹集中試燃放對瀏陽市城區(qū)環(huán)境空氣

PM2.5和PM10小時(shí)值的影響

將煙花爆竹試燃放前17：00的小時(shí)值作為未受煙花爆竹影響的基準(zhǔn)值，試燃放開始至燃放后1h內(nèi)峰值作為受煙花爆竹影響最嚴(yán)重的小時(shí)值，分析煙花爆竹試燃放對PM2.5和PM10小時(shí)值貢獻(xiàn)量。結(jié)果顯示，煙花爆竹試燃放對PM10小時(shí)值貢獻(xiàn)量為17～31ug/m₃其中春季最高;煙花爆竹集中試燃放對PM2.5小時(shí)值貢獻(xiàn)量為11～19肚g/m₃，其中春季最高;表明煙花爆竹集中試燃放會(huì)導(dǎo)致PM2.5和PM。小時(shí)值明顯升高（表1）。

將煙花爆竹試燃放前17：00的小時(shí)值作為未受煙花爆竹影響的基準(zhǔn)值，PM2.5和PM10小時(shí)峰值對比后，PM。小時(shí)濃度增高0.4～0.7倍，PM2.5小時(shí)濃度增高0.4～0.9倍，PM2.5和PM10小時(shí)濃度均為秋季增幅最大。

3.4煙花爆竹試燃放時(shí)段氣象因素變化

煙花爆竹試燃放期間風(fēng)向和風(fēng)速小時(shí)平均值如圖5、6所示，從圖中可以看出，煙花爆竹集中試燃放時(shí)段風(fēng)向、風(fēng)速相對穩(wěn)定，24h均以東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，試燃放期間風(fēng)速平穩(wěn)，因此PM2.5和PM10污染物濃度變化受大氣對流運(yùn)動(dòng)影響很小。

4結(jié)論

（1）2018年全年集中試燃放煙花爆竹時(shí)段PM2.5和PM10小時(shí)濃度均呈一致變化趨勢，PM2.5、PM10小時(shí)濃度值冬季與春季接近，夏季與秋季較接近;而春、夏、秋、冬季均為煙花爆竹試燃放起始時(shí)間18：00～19：00后出現(xiàn)PM2.5、PM10濃度逐漸上升趨勢，試燃放結(jié)束后1h22：00時(shí)達(dá)到濃度最高值，在22：00后呈逐漸下降趨勢，說明煙花爆竹試燃放時(shí)段對環(huán)境空氣中PM。。和PM2.5影響顯著。

（2）PM2.6和PM1024h濃度值與試燃放前后小時(shí)濃度值均呈高度正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R為0.93～0.99，表明煙煙花爆竹集中試燃放時(shí)段會(huì)導(dǎo)致PM10小時(shí)濃度值急速增加，同時(shí)PM2.5也跟著迅速增高，兩者呈一致同步性，說明其污染物的同源性。

（3）煙花爆竹試燃放對PM10小時(shí)值貢獻(xiàn)量在17～31ug/m₃，其中春季最高;煙花爆竹試燃放對PM。小時(shí)值貢獻(xiàn)量在11～19ug/m₃，其中春季最高;表明煙花爆竹集中試燃放會(huì)導(dǎo)致PM2.5和PM10小時(shí)值明顯升高;PM2.5和PM10小時(shí)峰值對比后，PM10小時(shí)濃度增高0.4～O.7倍，PM2.5小時(shí)濃度增高0.4～0.9倍，PM2.5和PM10小時(shí)濃度均為秋季增幅最大。

（4）煙花爆竹集中試燃放時(shí)段風(fēng)向、風(fēng)速相對穩(wěn)定，24h均以東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，試燃放期間風(fēng)速平穩(wěn)，因此PM2.5和PM10污染物濃度變化受大氣對流運(yùn)動(dòng)影響很小。