2023年底銅陵市細顆粒物污染過程分析

摘要：為研究銅陵市環(huán)境空氣中顆粒物污染的特征，以銅陵市2023年12月出現(xiàn)的一次細顆粒物污染過程為研究對象，采用污染過程期間銅陵市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)和大氣顆粒物組分監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。污染過程中，顆粒物經(jīng)歷累積、較重、清除3個階段，污染來源主要為二次轉(zhuǎn)化源。污染時段在冬季，污染傳輸、擴散條件差及本地污染累積是此次污染過程出現(xiàn)的主要原因。

關(guān)鍵詞：顆粒物；組分；污染特征

中圖分類號：X513 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）09-0-04

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Analysis of Fine Particle Pollution Process in Tongling City by the End of 2023

XU Liang

（Anhui Tongling Ecological Environment Monitoring Center， Tongling 244000， China）

Abstract： In order to study the characteristics of particulate matter pollution in the ambient air of Tongling city， a fine particulate matter pollution process occurred in December 2023 in Tongling city as the research object. The environmental air quality monitoring data and atmospheric particulate matter composition monitoring data during the pollution process were used for analysis. During the pollution process， particulate matter undergoes three stages： accumulation， heaviness， and removal， with the main source of pollution being secondary transformation sources. The pollution period is in winter， and poor conditions for pollution transmission and diffusion， as well as local pollution accumulation， are the main reasons for the occurrence of this pollution process.

Keywords： particulate matter; composition; pollution characteristics

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，空氣污染已引起高度關(guān)注[1]。目前，城市顆粒物污染已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點問題[2]。研究表明，顆粒物對人體健康、能見度和氣候均有重要影響[2-3]。國內(nèi)學者針對城市顆粒物變化特征進行了大量研究[4-5]。利用銅陵市2023年一次污染過程的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析污染的變化趨勢，為防治秋冬季顆粒物尤其是細顆粒物提供依據(jù)。

1 污染概況

2023年年底的污染過程共計5 d，首要污染物均為PM2.5，其中輕度污染2 d、中度污染1 d、重度污染2 d。銅陵市在2023年12月的污染天氣污染物濃度如表1所示。

2 污染過程分析

目前，銅陵市只有銅陵市第四中學有顆粒物組分站。為了進一步詳細分析本次污染過程，在常規(guī)氣象、污染物數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將顆粒物組分站數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)。

空氣質(zhì)量演變過程如下。從2023年12月27日06：00開始，PM2.5濃度逐步升高，27—31日出現(xiàn)以PM2.5為首要污染物的污染過程，在低溫高濕的大氣環(huán)境下，我國中東部地區(qū)整體擴散不利，疊加本地污染發(fā)生累積、轉(zhuǎn)化，導致顆粒物污染。從PM2.5濃度和組分濃度變化來看，本次污染過程大致分為3個階段。

第一階段為污染物快速積累階段。2023年12月27日01：00—07：00，污染物快速增加，PM2.5濃度于27日06：00首次出現(xiàn)超標（76 μg/m3），站點相對濕度（80.0%～95.0%）呈上升趨勢，風速維持在0.5 m/s左右，氣溫（4.9～5.8 ℃）較低。污染物在低風速下擴散很差，顆粒物在低溫高濕下發(fā)生吸濕增長。組分數(shù)據(jù)顯示，硝酸鹽、銨鹽以及元素碳濃度均有所上升，表明該過程主要受燃燒源和二次硝酸鹽影響。風速、風向時間序列如圖1所示，濕度、氣溫時間序列如圖2所示，顆粒物濃度時間序列如圖3所示。

第二階段為污染較重階段。27日傍晚，山東省西部和河南省大部出現(xiàn)的霧霾自北向南影響湖北省、安徽省、江蘇省等中部省份，27日20：00小時PM2.5濃度為153 μg/m3（重度污染），28—30日隨著上午濕度加大（90%以上），水汽附著凝結(jié)在顆粒物表面上，形成大霧，出現(xiàn)霧霾混雜，在銅陵市處于中度-重度污染條件下，區(qū)域內(nèi)NO2排放濃度較高（28—30日NO2平均濃度分別為84 μg/m3、84 μg/m3、59 μg/m3），加重了污染。

如圖4所示，27日06：00—20：00，二次無機鹽（NO3-、SO4-、NH4+）上升幅度較大，表明該過程二次源對PM2.5濃度貢獻較大；27日21：00至29日24：00，有機物、硝酸鹽、銨鹽和元素碳濃度同步上升較大，表明該過程主要受本地移動源、燃燒源及二次源污染影響；29日01：00—18：00，SO4-、NH4+、Cl-、地殼物質(zhì)呈同步上升趨勢，表明該過程主要受本地燃煤源、揚塵源和二次源污染影響。綜上，污染傳輸、不利氣象條件與不同時段本地污染源共同影響，使得PM2.5和PM10濃度持續(xù)在高值范圍內(nèi)波動。

第三階段為污染逐步清除階段。隨著冷空氣東移南下，30日晚至31日，擴散條件轉(zhuǎn)好，污染程度有所減弱，但污染并未徹底清除，形成“跨年霾”，一直持續(xù)到2024年1月3日污染結(jié)束。

3 污染成因分析

3.1 大氣擴散條件分析

2023年12月27—31日，銅陵市經(jīng)歷冷空氣過境、靜穩(wěn)和高濕環(huán)境影響，導致大氣擴散條件在水平和垂直方向上顯著轉(zhuǎn)差，污染物發(fā)生累積、轉(zhuǎn)化，形成顆粒物高值。

3.2 污染特征分析

NOX、CO濃度同步升高，說明工業(yè)排放和化石燃料燃燒是PM2.5的主要來源。2023年12月27—31日，NOX和CO濃度快速升高，濃度較高，較2022年同期分別上升63.8%和70.4%，表明工業(yè)排放和化石燃料燃燒對顆粒物濃度貢獻顯著。NOX、CO濃度變化時間序列如圖5所示。

3.3 污染來源分析

2023年12月27—31日，PM2.5和PM10濃度均值分別為150 μg/m3、195 μg/m3，PM2.5/PM10值為0.77，表明該時段受PM2.5影響較大，表明PM2.5與PM10的污染來源一致。2023年12月27—31日PM2.5和PM10的相關(guān)性如圖6所示。

4 結(jié)論

2023年12月27—31 日，銅陵市出現(xiàn)1次顆粒物（PM2.5）污染過程，主要由低溫高濕的大氣環(huán)境以及我國中東部地區(qū)整體不利擴散條件下疊加本地污染排放發(fā)生累積、轉(zhuǎn)化導致。銅陵市位于長江南岸，地形多為丘陵山區(qū)，地勢東南高、西北低，三面環(huán)山，一面環(huán)水（長江），獨特的地形條件使得空氣污染物的擴散、自凈能力較差，加之城區(qū)面積小，單位面積承載的污染物多，客觀上易造成較嚴重的空氣污染。

參考文獻

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