沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征

張見昕

（遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心，遼寧 沈陽 110161）

1 引言

大氣中可吸入顆粒物是人類面臨最重要的污染物，多數(shù)以10μm以下粒徑長期飄浮在大氣中。這些顆粒物不僅對人體呼吸系統(tǒng)具有刺激作用，還攜帶細菌微生物、病毒和致癌物侵入人體內，危害人體健康［1］。本文根據(jù)城市高層建筑不斷涌現(xiàn)的特點，選擇高層建筑的代表性監(jiān)測點位，研究了沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征，該研究的成功實施將對城市高層建筑大氣污染防治及環(huán)境管理具有一定的指導作用和重要的現(xiàn)實意義。

2 材料與方法

2.1 采樣點環(huán)境狀況

選擇沈陽市幸福島小區(qū)位于北二東路南側和興工北街東側交匯處一座高27層約81m高層住宅樓，華泰新都小區(qū)位于華山路南側和淮河街東側交匯處一座高24層約72m高層住宅樓。研究區(qū)顆粒物來源主要為汽車排放和大氣擴散。

2.2 采樣點設置

幸福島小區(qū)共選取5個采樣點，分別在1樓（3m）、10樓（30m），15樓（45m），20樓（60m），27樓（81m）的樓梯間的窗口處。華泰新都小區(qū)共選取5個采樣點，分別在 1 樓 （3m）、5 樓 （15m），10 樓 （30m），17 樓（51m），24樓（72m）的樓梯間的窗口處。

2.3 指標和頻率

監(jiān)測指標：PM2.5占PM10的百分比。

監(jiān)測頻次：選擇采暖期和非采暖期進行監(jiān)測，每個點位測量4次，取平均值進行分析。

2.4 儀器

顆粒物監(jiān)測儀器為北京綠林創(chuàng)新數(shù)碼科技有限公司生產的微電腦激光粉塵儀LD－5C（B），靈敏度0.001mg／m3。

3 結果與分析

3.1 非采暖期 PM2.5／PM10分布特征

非采暖期PM2.5占PM10的百分比如圖1所示。幸福島小區(qū)在3～81m之間，PM2.5占PM10的百分比為53.1%～61.0%，當高度為81m時，其比值達到最高值。華泰新都小區(qū)在3～72m之間，PM2.5占PM10的百分比為41.3%～50.3%，當高度為72m時，其比值達到最高值。上述結果表明可吸入顆粒物中PM2.5占絕大比重，細顆粒物是主要污染物。國內其他城市研究結果同樣表明細顆粒物PM2.5是可吸入顆粒物PM10中的主要成分。如廣州城區(qū)PM2.5占PM10的百分比為61.7%～66.1%，武漢城區(qū) PM2.5占PM10的百分比為51.6%～60.5%，蘭州城區(qū) PM2.5占PM10的百分比為51.6%～51.9%，重慶城區(qū)兩者百分比為61.8%～65.1%［2］。由此可以看出，城市大氣顆粒物污染中 PM2.5質量濃度占了PM10一半以上，說明細顆粒物污染比較嚴重，控制PM2.5的污染是治理城市大氣可吸入顆粒物污染的關鍵問題。

3.2 采暖期PM2.5／PM10分布特征

采暖期PM2.5占PM10的百分比如圖1所示。幸福島小區(qū)在3～81m之間，PM2.5占PM10的百分比為55.0%～74.9%，當高度為81m時，其比值達到最高值。華泰新都小區(qū)在3～72m之間，PM2.5占PM10的百分比為48.4%～67.2%，當高度為51m時，其比值達到最高值。可見，細顆粒與粗顆粒的比值采暖期大于非采暖期，季節(jié)變化規(guī)律明顯（圖1）。采暖期，燃料的燃燒對細顆粒的貢獻較大。其中李衛(wèi)軍等研究發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)PM2.5與PM10的比值冬季和夏季最高均為60%，春季最低為45%［3］；樊曙先等對銀川研究結果表明：PM2.5占PM10比例在春季風沙期為40.8%，非采暖期為36.5%，采暖期為56.2%［4］。研究表明細顆粒對粗顆粒的的比值，采暖期的比值最大，非采暖期粗顆粒的貢獻較大。

圖1 PM2.5在 PM10中的百分比分布

總體來說，PM2.5占PM10的百分比高層大于地面（圖1）。采暖期幸福島小區(qū)和華泰新都小區(qū)距地面3m處，PM2.5占PM10的百分比分別為55.4%和48.4%，距地面81m和51m處的百分比分別為74.9%和67.2%。非采暖期幸福島小區(qū)和華泰新都小區(qū)距地面3m處，PM2.5占PM10的百分比分別為53.1%和41.3%，距地面81m和72m處的百分比分別為61.0%和50.3%。由此可見，粗顆粒粒徑較大，在大氣中沉降作用明顯，地面濃度大于高層濃度。總體來說，細顆粒粒徑較小，在大氣中懸浮能力強，但不同高度處的濃度還受到各種天氣因素的影響，如濕度，逆溫等。

4 結語

可吸入顆粒物中PM2.5占絕大比重，細顆粒物是主要污染物。采暖期PM2.5占PM10的百分比為48.4%～74.9%，非采暖期 PM2.5占 PM10的百分比41.3% ～61.0%。細顆粒與粗顆粒的比值采暖期大于非采暖期，變化明顯，由于采暖期燃料的燃燒對細顆粒的貢獻較大。

PM2.5占PM10的百分比高層大于地面，地面處為41.3%～55.0，高層處為67.2%～74.9%，是由于粗顆粒粒徑較大，在大氣中沉降作用明顯，地面濃度大于高層濃度。細顆粒粒徑較小，在大氣中懸浮能力強，但不同高度處的濃度還受到各種天氣因素的影響。

本研究僅對沈陽市采暖期和非采暖期兩個地點進行監(jiān)測分析，不足以全面衡量沈陽市高層建筑周邊不同粒徑顆粒物濃度分布特征，為了更加充分反映區(qū)域內顆粒物的污染特征，今后需要增加監(jiān)測點位和監(jiān)測時間。

［1］周學華，王 哲，郝明途.濟南市春季大氣顆粒物污染研究［J］.環(huán)境科學學報，2008，28（4）：755～763.

［2］魏復盛，騰恩江，吳國平，等.我國4個大城市空氣 PM2.5、PM10污染及其化學組成［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2001，17（7）：1～6.

［3］李衛(wèi)軍，邵龍義，李金娟，等.北京市大氣中PM10和PM2.5的污染水平特征研究［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2006（2）：18～20.

［4］樊曙先，鄭有飛，金國興，等.銀川市大氣可吸入顆粒物質量濃度特征研究［J］.南京氣象學院學報，2005，28（4）：492～498.