鎮(zhèn)江市近10年大氣降塵變化規(guī)律及趨勢

田苗苗 吳婷婷 霍玉玲 王靜

摘要：為研究鎮(zhèn)江地區(qū)的降塵的變化規(guī)律及趨勢。以鎮(zhèn)江市6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位的近10年的降塵監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用軟件統(tǒng)計(jì)分析了鎮(zhèn)江市降塵情況。結(jié)果表明：10年來，鎮(zhèn)江市降塵量呈低一高一低趨勢發(fā)展。每年降塵量呈現(xiàn)出夏高冬低的情況，但降塵量的季節(jié)性差異相對(duì)較小;市區(qū)降塵主要來源為本地源，其中施工、工業(yè)、交通為本地源主要貢獻(xiàn)者;未來交通源可能成為降塵量的主要影響因素。

關(guān)鍵詞：大氣降塵;變化趨勢;時(shí)空特征;鎮(zhèn)江市

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）22-0118-03

1 引言

近年來，各地頻發(fā)的“霾”天氣讓空氣質(zhì)量問題成為城市居民越來越關(guān)注的焦點(diǎn)，老百姓對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的要求變得越來越高，造成“霾”天氣的污染物很多，其中，首要污染物就是顆粒物。顆粒物的監(jiān)測項(xiàng)目按其粒徑大小可分為大氣降塵、總懸浮顆粒物、可吸人顆粒物、細(xì)顆粒物。其中，大氣降塵監(jiān)測的作業(yè)過程，具備簡便操作、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，因此在我國被大范圍、長時(shí)間運(yùn)用。

大氣降塵指在空氣環(huán)境條件下，靠重力自然降落于地面的空氣顆粒物[1]，其粒徑多>10μm，但在靜風(fēng)條件、空氣濕度較大或發(fā)生降水時(shí)，部分<10μm的氣溶膠顆粒物在靜沉或沖刷作用下也可能沉降形成降塵[2]。由于降塵粒徑較大，沉降速度快，飄散傳播距離短，跨區(qū)域污染影響較小，是反映本地大氣顆粒物污染的指標(biāo)之一[3～5];其污染程度不僅對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量具有重要的指示意義，也對(duì)徑流污染、土壤污染具有一定輸入貢獻(xiàn)[6]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 研究區(qū)域概況

鎮(zhèn)江市位于江蘇西南部、長江下游南岸、長江三角洲西段，北緯31°37′～32°19′、東經(jīng)118°58′～119°58′。東西最大直線距離95.5km，南北最大直線距離76.9km。東南接常州市，西鄰南京市，北與揚(yáng)州市、泰州市隔江相望。市區(qū)年平均氣溫15.6℃，降水量1088.2mm，其中梅雨量263.3mm，日照時(shí)數(shù)2000.9h，極端最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫-10.1℃。

鎮(zhèn)江市擁有世界主要的錨鏈生產(chǎn)基地、全球單廠規(guī)模最大的高檔銅版紙生產(chǎn)基地、中國最大的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和醋酸生產(chǎn)基地。鎮(zhèn)江市域北部緊鄰長江，東部和西部各有一個(gè)石化、能源、化工工業(yè)集中區(qū)，南部以生態(tài)產(chǎn)業(yè)為主。根據(jù)2018年鎮(zhèn)江市統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，2018年鎮(zhèn)江市（含轄市區(qū)）的工業(yè)能源消耗主要為天然氣和燃煤，工業(yè)消耗量分別為883.63億m³和2057.91萬t。

2.2 樣品采集

鎮(zhèn)江市市域范圍內(nèi)共設(shè)有6個(gè)降塵監(jiān)測點(diǎn)位，見圖1。采樣和分析均按照《環(huán)境空氣降塵的測定重量法》（GB/T 15265-1994）執(zhí)行。研究選取了近10年的鎮(zhèn)江市區(qū)降塵監(jiān)測數(shù)據(jù)（2009～2018年）。鑒于本次研究時(shí)間跨度長，采樣環(huán)節(jié)不可控因素復(fù)雜（人為或天氣等因素），研究中剔除了異常值和缺省值。

3 結(jié)果與討論

3.1 大氣降塵污染特征分析

3.1.1 月季變化

通過分析鎮(zhèn)江市10年的月均降塵量，建立擬合方程y=ax³+bx³+cx+d（y為月均降塵量，x為月份序列，見圖2）。鎮(zhèn)江市10年月均降塵量呈現(xiàn)4～6月份高，1～3月份低的三次曲線型。其中降塵量最多的是6月份，占全年降塵量的9.1%，降塵量最少的2月，僅占全年降塵量的6.8%，6月份月均降塵量高出2月份35.3%。1～3月和4～6月的月均降塵量差異顯著（P=0.004，<0.05）。但值得注意的是，6～12月之間月均降塵量差異不大（P>0.05），且較為平穩(wěn)維持在5.1 t/（km²·30d）左右。同時(shí)研究對(duì)逐年的月均降塵量進(jìn)行三次曲線模型擬合，也基本得到了類似情況即6月份前后降塵量略高，1-2月前后降塵量略低。

根據(jù)江蘇地區(qū)常年氣象情況，將3～5月劃為春節(jié)，6～8月劃為夏季，9～11月劃為秋季，12月至來年2月劃為冬季，各季節(jié)降塵量從多到少變化規(guī)律為夏季>秋季>春季>冬季。冬季與其他3個(gè)季節(jié)降塵量均值差異顯著（P<0.05），其他季節(jié)之間差異不顯著（P>0.05）。但夏季降塵量占全年降塵量的26.8%，冬季降塵量占22.4%，其絕對(duì)差值并不大，可見鎮(zhèn)江市降塵量的季節(jié)性差異相對(duì)較小。

總體來說，鎮(zhèn)江市降塵量隨季節(jié)變化的態(tài)勢不明顯，全年降塵量波動(dòng)較小，因此，鎮(zhèn)江市地區(qū)降塵受季節(jié)性的北方輸入性沙塵影響不大。鎮(zhèn)江市冬季降塵略低可能是因?yàn)殒?zhèn)江市及周邊無“采暖期”型城市，冬季無燃煤增加的情況，加之1～2月假期因素，工廠工地停工較多，冬季降塵量不如“采暖期”型城市明顯;而夏季降塵量較其他季節(jié)略高，可能與鎮(zhèn)江東西兩端，及北邊均有大型火力發(fā)電廠有關(guān)（圖1），鎮(zhèn)江地區(qū)夏季濕熱，居民及企業(yè)空凋使用率極高，夏季為主要用電高峰，該期間電廠高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，燃煤量及其產(chǎn)生的顆粒物排放量大于其他季節(jié)。

3.1.2 空間分布

本次研究共設(shè)置了6個(gè)降塵監(jiān)測點(diǎn)位。從圖3可以發(fā)現(xiàn)，6個(gè)點(diǎn)年均降塵量排序?yàn)椋郝毥讨行?市疾控中心>新區(qū)辦事處>丹徒監(jiān)測站>金山公園>烈士陵園。職教中心10年年均降塵量最高，達(dá)到了5.47t/km²，占全市降塵量的18.4%，降塵貢獻(xiàn)率最高;其次為市疾控中心，為5.20t/km²，貢獻(xiàn)率17.5%;而烈士陵園最低，為4.29t/km²，貢獻(xiàn)率14.4%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，6個(gè)降塵點(diǎn)的降塵量均值之間差異顯著（P<0.05）。

降塵的主要來源是工業(yè)生產(chǎn)、石化燃料、交通揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、沙塵等[7]。如果按照城市功能區(qū)及降塵來源分析則不難發(fā)現(xiàn)：職教中心周邊為學(xué)校及密集居住區(qū)域，距離鎮(zhèn)江市大型化工企業(yè)索普集團(tuán)及大型火力發(fā)電廠諫壁發(fā)電廠不足5km，且周邊有多處施工中的樓盤及道路;市疾控中心則臨近鎮(zhèn)江市主要干道南徐大道及火車站密集商圈;新區(qū)辦事處較為靠近新區(qū)綠色化工產(chǎn)業(yè)園，周邊也有較多施工工地;丹徒監(jiān)測站則屬于典型的商業(yè)和居住區(qū)，周邊無明顯的工業(yè)污染及較大交通壓力;而金山公園及烈士陵園雖處于交通稠密地帶，但兩處均處在城市綠地區(qū)，植被豐密，又靠近大面積水系，受小環(huán)境影響，降塵量最低。因此，結(jié)合鎮(zhèn)江市降塵量時(shí)間變化及空間分布，可初步推斷鎮(zhèn)江市降塵主要來源為本地源。其中施工、工業(yè)、交通為本地源主要貢獻(xiàn)者。

3.2 大氣降塵污染變化趨勢

根據(jù)鎮(zhèn)江市區(qū)10年的降塵數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，鎮(zhèn)江市區(qū)2009～2014年降塵量逐年提高，在2014年達(dá)到峰值7.47t/（km²·30d）;2015年至2018年鎮(zhèn)江市區(qū)降塵量基本呈平穩(wěn)態(tài)勢，其量在5.99～6.42t/（km²·30d）之間（見圖4）?？傮w而言鎮(zhèn)江市污染狀況較其他地區(qū)相對(duì)較輕[2，8～10]，這可能是由于鎮(zhèn)江市區(qū)緊鄰長江，可以有效阻隔北方輸入性沙塵及高空浮塵，加之本地區(qū)丘陵起伏、雨水豐沛，城市綠化覆蓋面積較佳，因此降塵總量不高。

因此，從內(nèi)源性污染的角度分析，2009～2018年大氣降塵污染變化的趨勢與鎮(zhèn)江市區(qū)城建計(jì)劃有關(guān)，2009年鎮(zhèn)江市開始了城區(qū)拆遷改造，市區(qū)多地逐步開展了拆遷及新建樓盤作業(yè)，工地?fù)P塵成為塵降量逐步上身的主要因素。2014年以青奧會(huì)保障為契機(jī)，鎮(zhèn)江市大力開展大氣治理行動(dòng)，大幅規(guī)范和嚴(yán)管市區(qū)工地環(huán)保作業(yè)，推動(dòng)燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵升級(jí)及企業(yè)“煤改氣”等清潔改造，同時(shí)增加城市道路灑水清潔作業(yè)頻次，抑制道路揚(yáng)塵。2015年市年均降塵量回落，并呈平穩(wěn)態(tài)勢。但隨著市區(qū)汽車保有量的逐年增加，汽車尾氣及道路揚(yáng)塵等交通源將成為降塵量下降的最大阻礙。

4 結(jié)論

（1）從10年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，鎮(zhèn)江市的月均降塵量呈現(xiàn)出夏高冬低的情況，且基本滿足6月份前后降塵量率高，1～2月前后降塵量略低的三次曲線形。但總體來說，鎮(zhèn)江市降塵量的季節(jié)性差異相對(duì)較小。

（2）如果從空間分布來看，6個(gè)降塵監(jiān)測點(diǎn)位年均降塵量排序?yàn)椋郝毥讨行?市疾控中心>新區(qū)辦事處>丹徒監(jiān)測站>金山公園>烈士陵園。結(jié)合降塵量月季變化特性，鎮(zhèn)江市降塵主要來源為本地源。其中施工、工業(yè)、交通為本地源主要貢獻(xiàn)者。

（3）2009～2014年鎮(zhèn)江市降塵量逐年抬升，這與鎮(zhèn)江市城市建設(shè)有較大關(guān)系;而自2015年開始，鎮(zhèn)江市年均降塵量回落，到2018年為止基本呈平穩(wěn)態(tài)勢，說明近年來采取的工業(yè)企業(yè)污染整治，施工揚(yáng)塵污染管控和機(jī)動(dòng)車及道路的污染控制措施切實(shí)有效。但汽車保有量增加和道路的增建等交通源因素產(chǎn)生的不利影響，正逐步成為降塵量控制的重要難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家環(huán)境保護(hù)局.環(huán)境空氣降塵的測定重量法：GB/T 15265-94[S].北京：國家環(huán)境保護(hù)局，1994.

[2]楊文娟，陳瑩，趙劍強(qiáng)，等.西安市大氣降塵污染時(shí)空分異特征[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2017，40（3）：10～14.

[3]奚旦立，孫裕生，劉秀英.環(huán)境監(jiān)側(cè)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]原國家環(huán)?？偩?，《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編委會(huì).空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003：201～203.

[5]吳國平，王豐基，梁志鋒，等.順德大氣降塵中重金屬污染特征分析[J].環(huán)境保護(hù)，2009（4）：46～48.

[6]陳瑩，孫璐，云中來，等.西安市城市道路灰塵重金屬污染及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，16（1）：115～119.

[7]蕉莉，沈建東.杭州市大氣降塵重金屬污染特征及來源研究[J].環(huán)境污染與防治，2013，35（1）：73～80.

[8]王黎佳，邵科.杭州市大氣顆粒物監(jiān)側(cè)及現(xiàn)狀分析[J].綠色科技，2016，16（1）：45～46.

[9]陳景春，易廷輝，王正奎，等.重慶市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地大氣降塵時(shí)空變異研究[J].綠色科技，2017，45（9）：55～58.

[10]李立忠，朱璐，金焰，等.黃石市大氣穎粒物的特征分析[J].中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版版），2017（4）：14～16.

收稿日期：2019-10-23

作者簡介：田苗苗（1985-），男，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。