廣安市大氣環(huán)境細(xì)顆粒物（PM2.5）污染特征研究★

楊檳豪，舒 洲，辛浩鑫

（1.廣安市環(huán)境信息中心，四川 廣安 638500；2.四川省廣安生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川 廣安 638500）

引言

近年來(lái)，我國(guó)城市大氣污染嚴(yán)重[1]。冷月霜統(tǒng)計(jì)了2016 年11 月我國(guó)74 個(gè)重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量，其中，清潔個(gè)數(shù)為0，中度污染占66%，嚴(yán)重污染占3%，由此可見(jiàn)我國(guó)城市大氣污染嚴(yán)重[2]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)大氣細(xì)顆粒物的人體健康影響[3]、二次污染[4]、季節(jié)性變化[5-6]、組成特征[7-10]、傳輸軌跡[11]、時(shí)空變化[12]等方面進(jìn)行了大量的研究。根據(jù)四川省空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)顯示，廣安市2016 年全市環(huán)境空氣質(zhì)量分別為達(dá)標(biāo)率87.16%，優(yōu)良天數(shù)319 天，優(yōu)良天數(shù)同比2015 年增加6.01%。2015—2016 年期間，廣安市全面推進(jìn)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)等“九大”攻堅(jiān)戰(zhàn)，全市環(huán)境空氣質(zhì)量有所改善，但與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，還有待提升。本文根據(jù)廣安市大氣污染防治研究主要集中于污染現(xiàn)狀及防治措施研究[13]等，選取廣安市污染較重的2015—2016 年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究細(xì)顆粒物污染特征，進(jìn)而增進(jìn)對(duì)廣安市大氣環(huán)境質(zhì)量污染狀況的全面了解，為廣安市大氣污染防治提供決策依據(jù)理論參考，為全省大氣污染協(xié)同治理研究提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

廣安市共有5 個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別是小平舊居（106.631°E，30.528°N）、市委（106.630°E，30.458°N）、友誼中學(xué)（106.627°E，30.466°N）、廣電花園（106.639°E，30.455°N）及北辰小學(xué)（106.635°E，30.487°N），其中小平舊居點(diǎn)為廣安市空氣質(zhì)量的背景監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，均采用大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)24 h 自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究數(shù)據(jù)均來(lái)自四川省空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。廣安市、縣兩級(jí)各站點(diǎn)均按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）評(píng)價(jià)（廣安市屬于二類(lèi)區(qū)，適用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）。

2 結(jié)果與分析

2.1 PM2.5 濃度季節(jié)日變化

以2016 年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，分析廣安市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5質(zhì)量濃度日變化如圖1 所示。由圖1可知，不同季節(jié)廣安PM2.5質(zhì)量濃度日變化基本一致。冬季的質(zhì)量濃度顯著大于其他3 個(gè)季節(jié)。各季節(jié)的日變化均呈現(xiàn)不規(guī)則的雙峰形，在夜間，特別在深夜時(shí)段易出現(xiàn)PM2.5質(zhì)量濃度高值。春、夏、秋、冬4 個(gè)季節(jié)的PM2.5最大值分別出現(xiàn)在24：00、23：00、23：00 以及凌晨3：00。

圖1 廣安市2016 年春、夏、秋、冬四季PM2.5 質(zhì)量濃度日變化

2.2 PM2.5 濃度頻率分析

廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5日均質(zhì)量濃度頻率分布圖如圖2 所示。整體來(lái)看，PM2.5質(zhì)量濃度分布類(lèi)似正太分布。PM2.5質(zhì)量濃度基本處于0～250 μg/m3之間（每個(gè)分箱代表5 μg/m3），其中在31～46μg/m3出現(xiàn)的頻率最多，表明廣安大多數(shù)PM2.5 分布在這個(gè)質(zhì)量濃度段。

圖2 2015—2016 年廣安PM2.5 日均濃度整體頻率分布

2015-2016 年廣安PM2.5日均濃度整體頻率分布如圖3，2015 年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度分布在0～215 μg/m3，其質(zhì)量濃度在30～44 μg/m3出現(xiàn)的頻率最多。2016年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度分布在10～245 μg/m3，其質(zhì)量濃度在26～55 μg/m3出現(xiàn)的頻率最多，表明2016 年污染程度相比2015 年有所減輕。以150 μg/m3以上濃度作為高濃度段，其中，2015 年高濃度段的頻率為0.049，而2016 年的頻率為0.014，同樣表明2016 年重污染程度明顯下降。

圖3 2015 年、2016 年廣安PM2.5 日均濃度整體頻率分布

2.3 PM2.5 質(zhì)量濃度季節(jié)性頻率分析

特別分析2016 年廣安市PM2.5質(zhì)量濃度日均頻率季節(jié)分布情況，如圖4 所示，四季按照春季（3 月、4 月、5 月），夏季（6 月、7 月、8 月），秋季（9 月、10 月、11 月），冬季（12 月、1 月、2 月）的季節(jié)劃分方法來(lái)分析其季節(jié)變化特征。由圖4 中可以看出，廣安春季PM2.5質(zhì)量濃度分布于10～110 μg/m3，20～60 μg/m3濃度段出現(xiàn)頻率最高，約為0.70 左右，在23、33、43、53、58 μg/m3的質(zhì)量濃度段，其頻率高于其他濃度段。夏季質(zhì)量濃度整體低于其他季節(jié)。秋季PM2.5質(zhì)量濃度分布于0～125 μg/m3，高頻率質(zhì)量濃度段與春季基本一致，在23 μg/m3、28 μg/m3、33 μg/m3質(zhì)量濃度段，頻率顯著高于其他質(zhì)量濃度段。從冬季PM2.5質(zhì)量濃度頻率分布情況來(lái)看，從0～265 μg/m3，其質(zhì)量濃度在55～79 μg/m3、60～65 μg/m3出現(xiàn)的頻率最高，在高濃度段的頻率顯著高于其他3 個(gè)季節(jié)，并且在200～300 μg/m3質(zhì)量濃度段也有一定的頻率出現(xiàn)。整體而言，2016 年廣安PM2.5質(zhì)量濃度段主要集中于20～100 μg/m3。按照國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值75 μg/m3，冬季大于此濃度限值的頻率最高，春季、秋季次之，夏季相對(duì)較低。并且冬季在高濃度段的頻率也高于其他季節(jié)，表明廣安冬季高濃度PM2.5污染事件出現(xiàn)頻率較高。

圖4 廣安2016 年P(guān)M2.5 質(zhì)量濃度日均頻率季節(jié)分布

2.4 PM2.5 不同事件尺度污染事件分析

本研究以國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以二級(jí)濃度限值75 μg/m3為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定大于此濃度限值的為一次污染事件，從而將PM2.5污染事件分為三大類(lèi)：2～3 d、4～5 d 和5 d 以上污染事件。其中在時(shí)間跨度分節(jié)點(diǎn)上，規(guī)定污染事件的起始天所屬的季節(jié)或年份為此次污染事件的季節(jié)或年份。廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5污染事件發(fā)生的分布情況如下頁(yè)圖5 所示。2015 年污染頻次顯著高于2016 年。其中5 d 以上污染事件主要發(fā)生在冬季和春季。2～3 d 污染事件在春季、秋季、冬季均有發(fā)生，主要分布在春秋兩季，表明這兩個(gè)季節(jié)易發(fā)生短時(shí)間PM2.5污染。2016 年冬季污染重，長(zhǎng)時(shí)間污染的頻次相比2015 年有所下降，而以短時(shí)間2～3 d 的污染為主。

圖5 廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5 污染事件發(fā)生分布情況

3 結(jié)論

通過(guò)研究，得到以下主要結(jié)論：

1）不同季節(jié)廣安PM2.5濃度日變化基本一致，冬季的PM2.5質(zhì)量濃度顯著高于其他3 個(gè)季節(jié)。

2）廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5日均濃度分布類(lèi)似正太分布，2016 年污染程度相比2015 年有所減輕。

3）2016 年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度主要集中于20～100 μg/m3，冬季PM2.5質(zhì)量濃度在高濃度段的頻率段顯著高于其他3 個(gè)季節(jié)，春季、秋季次之，夏季相對(duì)較低。

4）2015 年污染頻次顯著高于2016 年，季節(jié)性分布不明顯。