2020年南通市大氣顆粒物組分和污染特征分析

李敏娜

(江蘇省南通環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南通 226006)

南通市屬南部沿海城市，東臨黃海，海洋氣流的影響決定了其污染物傳輸擴(kuò)散的獨(dú)特性。在城市化、工業(yè)化進(jìn)程不斷加快的同時(shí)，大氣環(huán)境也承受了巨大壓力，顆粒物已經(jīng)成為影響南通市空氣質(zhì)量的首要污染物，為有效控制包括PM2. 5和PM10在內(nèi)的顆粒物污染，應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境空氣中顆粒物的來(lái)源及污染特點(diǎn)制定科學(xué)合理的污染防治措施。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了很多顆粒物方面的研究，主要包括顆粒物時(shí)空分布特征[1-3]，組成特征[4-5]，顆粒物源解析[6-7]等，目前，對(duì)于顆粒物組分分析多采用手工采樣實(shí)驗(yàn)室分析的方法，工作量大，數(shù)據(jù)量少，采用大氣超級(jí)站的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行更加全面的分析。

自2016年南通市大氣超級(jí)站建成以來(lái)，已經(jīng)開(kāi)展了很多顆粒物的相關(guān)研究。周玉香等[8]針對(duì)2019年南通市大氣多參數(shù)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析大氣PM2.5及水溶性無(wú)機(jī)離子濃度變化規(guī)律,通過(guò)主成分-多元線性回歸模型進(jìn)一步解析污染來(lái)源。蔣榮等[9]對(duì)南通市2016年12月—2018年10月大氣污染季節(jié)分布特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,南通市ρ(PM2.5)和ρ(水溶性離子)為冬、春季高,夏、秋季低。并且發(fā)現(xiàn)移動(dòng)源已成為南通市春、秋、冬季的主要污染源,四季均存在不同程度的二次轉(zhuǎn)化。楊杰[10]根據(jù)南通市大氣超級(jí)站的觀測(cè)結(jié)果和氣象因素,對(duì)南通市2019年10月29日—11月2日一次典型沙塵污染過(guò)程、顆粒物化學(xué)組分、顆粒物消光和退偏進(jìn)行分析。

為了進(jìn)一步分析南通市顆粒物的污染特征，現(xiàn)采用南通市大氣超級(jí)站的數(shù)據(jù)，對(duì)2020年顆粒物組分和污染特征進(jìn)行分析。

1 研究方法

1.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間

2020年1月1日-12月31日。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

南通大氣超級(jí)站位于南通市紫瑯公園內(nèi)的環(huán)境教育館樓頂，處在南通市區(qū)新城區(qū)、老城區(qū)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)交界位置，能較好地監(jiān)控和評(píng)估區(qū)域大氣污染特征和傳輸途徑。

1.3 監(jiān)測(cè)儀器

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)。

2 結(jié)果與分析

2.1 PM2.5和PM10濃度水平

觀測(cè)期間，本研究觀測(cè)站點(diǎn)PM2.5和PM10的日均質(zhì)量濃度變化范圍分別為5～175 μg/m3和9～229 μg/m3。年均質(zhì)量濃度分別為34 μg/m3和56 μg/m3，以《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，PM2.5和PM10的年均質(zhì)量濃度均符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 PM2.5和PM10時(shí)間變化特征

南通市PM2.5、PM10濃度具有明顯的冬高夏低的特征(圖1)，其中冬季(1、2月和12月)最高，其次為春季(3-5月)和秋季(9-11月)，夏季(6-8月)最低。夏季8月PM2.5最低，為20 μg/m3，冬季1月PM2.5最高，為60 μg/m3；夏季7月PM10最低，為35 μg/m3，冬季12月PM10最高，為85 μg/m3。這與南通的氣象條件有關(guān)，夏季大氣擴(kuò)散條件較好，臺(tái)風(fēng)、降水較多，對(duì)污染物擴(kuò)散有一定影響，冬季由于逆溫，大氣污染物擴(kuò)散條件較差，且冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，受北方采暖季污染物的輸送影響較大[9]。PM2.5/PM10是冬季>夏季>春季≈秋季，其中10月最低，為0.49，1月最高，為0.90。春、秋季沙塵天氣多發(fā)，且空氣較為干燥，不利于PM2.5吸濕增長(zhǎng)，冬季空氣較為潮濕，PM2.5容易吸濕增長(zhǎng)。

圖1南通市PM2.5、PM10濃度水平及PM2.5/PM10的月變化和季節(jié)變化

2.3 PM2.5的組成特征

OC和EC濃度均為冬季最高，夏季最低，表明冬季碳組分污染較為嚴(yán)重，跟冬季風(fēng)速小、濕度高、多逆溫的氣象條件有關(guān)，有利于污染物的累積。

表1 2020年四個(gè)季節(jié)PM2.5的組成和季節(jié)變化 單位：μg/m3

OC/EC的比值常被用作估算二次有機(jī)碳(SOC)和示蹤碳質(zhì)氣溶膠排放源，當(dāng)OC/EC值大于2時(shí),可認(rèn)為存在SOC污染[13],OC/EC在不同的范圍內(nèi)標(biāo)識(shí)不同的污染源,由此,可定性地判斷碳組分的來(lái)源。由表1可見(jiàn)，四季OC/EC均大于2，表明南通全年均受二次有機(jī)碳(SOC)的影響，此外OC/EC季節(jié)排序?yàn)榇杭?4.63)>夏季(4.45)>冬季(3.72)>秋季(3.19)。

OC/EC數(shù)值的范圍表示不同污染來(lái)源,OC和EC的比值為1.0～4.2，表明有柴油和汽油車(chē)的尾氣排放,2.5～10.5表明燃煤排放。全年OC/EC介于3.2～4.6，表明主要受柴油、汽油車(chē)的尾氣排放和燃煤排放影響。

3 結(jié)論

(1)南通市2020年P(guān)M2.5和PM10年均質(zhì)量濃度分別為34 μg/m3和56 μg/m3，以《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，均符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)南通市PM2.5、PM10濃度具有明顯的冬高夏低的特征，其中冬季最高，其次為春季和秋季，夏季最低。