大連市2013年PM10升高原因分析及控制對策

徐 潔 范慧君 李 丹 紀徳鈺 王琳琳

(大連市環境監測中心，遼寧 大連 116023)

引言

環境空氣中的PM10是指環境空氣中空氣動力學直徑小于等于2.5μm 的顆粒物，主要來源包括燃煤、機動車排放、工業粉塵、揚塵(建筑施工、道路施工等)、土壤風沙塵等。幾乎所有的大氣污染物都會成為PM10污染的組成部分，最典型的代表就是PM2.5，因此PM10的監測和治理在大氣環境整治中具有重要的地位和作用。2013年9月，國務院出臺《大氣污染防治行動計劃》，對全國地級及以上城市設定了PM10控制目標，要求到2017年，PM10濃度比2012年下降10%以上。現階段，大連市的大氣污染防治行動的約束性指標就是PM10。而2013年大連市PM10濃度較2012年顯著升高，直接影響到約束性指標的完成。本文對2013年PM10污染現狀及升高原因進行了探討和分析，并有針對性的提出一些防治建議，旨在為政府相關部門制定有效的控制措施提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

主要污染物濃度數據來源于大連市環境監測中心數據庫10 個國控監測點位常規觀測，數據時間范圍從2004年取到2013年;研究中所用的氣象資料來源于大連市氣象臺，包括月降水量、降水次數、不穩定天數、逆溫天數。

1.2 監測方法

大連市區設置10 個國控大氣自動監測點位，分別為甘井子、周水子、星海三站、青泥洼橋、傅家莊、七賢嶺、旅順、金州、開發區和雙D 港［1］，詳見圖1。

圖1 大連市區空氣自動監測系統點位圖

目前，大連市區10 個國控大氣自動監測子站均采用β 射線+光散射法監測環境空氣中的PM10，監測儀器采用美國賽默飛公司生產的5030－sharp 和5014i 顆粒物監測儀。監測儀器每6 個月進行一次流量校準和流量檢查，使用標準膜進行標定，并根據實際情況每兩個月清洗一次采樣頭。

1.3 霧霾天數確定方法

由于目前環保領域沒有出臺正式的霧霾日判定方法，本文中涉及的2013年和2012年霧霾天數確定方法如下:為了使兩年數據具有可比性，采用API 統計空氣質量，先統計全年污染日天數，再在污染日中挑出污染原因為霧霾的污染日，統計天數則為當年霧霾天數。

2 大連市PM10污染現狀

2.1 2013年大連市PM10總體水平

2013年大連市區空氣質量優的天數為79 天，良的天數為211 天，輕度污染為50 天，中度污染為15 天，重度污染為10 天，空氣中首要污染物以PM10和PM2.5為主，全年PM10為首要污染物天數占比32%，僅次于PM2.5(38%)，空氣質量為良時，PM10為首要污染的天數最多，約占總數的54%，其次為PM2.5(31%)，由表1 可以看出，PM10是除PM2.5以外影響大連市空氣質量最重要的因素。

圖2 為2013年大連市區PM10濃度逐日變化曲線。可以看出，PM10日均值變化幅度較大，日均最小值和最大值分別為24μg/m3和308μg/m3，后者約為前者的12.8 倍。全年觀測期間，1月～3月和11月～12月PM10濃度水平總體較高且變化幅度較大，4月～10月PM10濃度水平總體較低且變化幅度較小。2013年大連市區PM10年均值為85μg/m3，超出環境空氣質量二級標準(GB3095－12，以下簡稱二級標準)0.21 倍。

2.2 近十年大連市PM10變化規律分析

圖3 為2004～2013年大連市區PM10年均值變化曲線，可以看出近十年來，2010年PM10濃度最低，為58μg/m3，2006年PM10濃度最高，為94μg/m3，按照PM10濃度從高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2007～2010年大連市區空氣中PM10濃度呈下降趨勢，2011～2013年大連市區空氣中PM10濃度呈不穩定上升趨勢。2013年PM10濃度顯著高于2012年，同比升高28.8%，是近十年來漲幅最大的一次。

圖2 2013年大連市區PM10逐日變化

圖3 2004～2013年大連市區PM10濃度年均值變化

2.3 與2012年對比分析

圖4 為大連市區2013年與2012年PM10月均值對比圖，可以看出，除了4月和9月外，2013年其他月份PM10濃度均高于2012年，尤其是1月～3月，顯著高于2012年，平均升高68.1%。

3 2013年PM10升高原因分析

3.1 氣象條件分析

圖4 大連市區2013年與2012年PM10月均值對比

根據大連市氣象臺氣象資料，2013年與2012年相比，降水量和降水次數基本持平，但不穩定天數減少58.1%，逆溫天數增加22.1%(詳見表2)。許多研究表明，逆溫會抑制污染顆粒物的擴散，使城市上空顆粒物積聚增長，導致顆粒物濃度增加［2－5］，而不穩定天氣時，有利于污染擴散［6］。因此，2013年氣象條件較2012年不利于污染擴散，是2013年PM10濃度顯著升高的重要原因。

表2 2013年和2012年氣象條件統計

3.2 外來霧霾影響分析

從PM10月均值變化可知，2013年1月～3月PM10較2012年升高較為顯著。以2013年1月為例，京津冀地區發生了6 次大面積的霧霾，當風向為偏西或西南風時，即對大連市產生明顯影響。從大連的氣象數據也可以看到，2013年1月大連市偏西或偏南風所占頻率為28%，而2012年1月僅為10%，導致大連所受到京津冀等霧霾的影響增大。因此，與2012年相比，2013年受霧霾的影響更大。全年比較分析，按API 統計，2013年污染日共計43 天，其中大范圍霧霾33 天，同比，污染日增加29天，受霧霾影響天數增加25 天。2013年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為73μg/m3，即粗略估計霧霾產生的PM10約占全年PM10總量的14%;2012年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為64μg/m3，即粗略估計霧霾產生的PM10約占全年PM10總量的3%。

3.3 監測方法轉變影響分析

目前，國內外監測PM10常用的自動監測方法為β射線法和微量震蕩天平法，2 種方法工作原理有所不同，但測量結果具有很好的相關性。國內以往研究表明，β 射線法測定的結果平均高于微量震蕩天平法15%～23%［7－11］。

2012年8月中旬，大連市10 個國控子站(除開發區子站外)監測方法開始由微量震蕩天平法轉變為β 射線+光散射法。為了分析監測方法轉變對監測結果的影響程度，2013年，大連市在周水子子站進行了微量震蕩天平法和β 射線+光散射法實測對比，比對結果顯示，β射線+光散射法的監測值比微量震蕩天平法高10%左右。因此粗略估計，監測方法的轉變可能會使2013年PM10濃度升高7%左右。

3.4 本地污染源影響

2012年大連市扣除霧霾日后的PM10濃度均值約為64μg/m3，加上監測方法轉變導致PM10濃度升高7%的量，2013年PM10濃度均值僅達68μg/m3，仍小于2013年扣除霧霾日后的PM10濃度均值(73μg/m3)，說明本地污染源排放對于2013年PM10濃度升高有一定貢獻。

4 結 論

2013年大連市區PM10年均值為85μg/m3，同比升高28.8%，是近十年來PM10漲幅最大的一次，按照PM10濃度從高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2013年PM10升高原因主要有:①2013年氣象條件較2012年不利于污染物擴散;②2013年霧霾產生的PM10約占全年PM10總量的14%，同比上升11 個百分點;③監測方法轉變導致2013年PM10濃度升高7%左右;④本地污染源的影響。

鑒于氣象條件與外來霧霾影響不可控，大連市要完成PM10約束性指標，除了采取常規控制措施外，還需要從源頭上遏制空氣污染:①控制煤炭消費總量，加快推進LNG 替代和利用的工作進展，從根本上改變目前以煤炭消耗為主的能源結構;②深入開展機動車尾氣污染治理，在做好黃標車淘汰的基礎上，抓緊實施國五油品替代工作;③強化揚塵污染控制，重點整治施工揚塵、裸露礦山揚塵、劈山填海揚塵等;④加快推進環境質量預報預警系統建設，與周邊地區開展大氣污染聯防聯控。

［1］大連市環境保護局．大連市環境質量報告書［R］．大連，2013．

［2］龍時磊，曾建榮，劉可，等．逆溫層在上海市空氣顆粒物積聚過程中的作用［J］．環境科學與技術，2013，36(6L):104－109．

［3］夏恒霞．北京城區逆溫氣象特征及其對大氣污染的影響［J］．城市管理與科技，2004，6(2):63－68．

［4］曹紅利，陳奇．西安邊界層逆溫特征及其與空氣污染的關系［J］．陜西氣象，2014(2):13－16．

［5］羅森波，羅秋紅，謝炯光，等．廣州市大氣污染與氣象條件的統計分析［J］．熱帶氣象學報，2006，22(6):567－573．

［6］陳添．氣象條件對北京市空氣質量的影響［J］．環境保護，2006(5B):46－49．

［7］張予燕．β 射線法與振蕩天平法測定環境中PM10的對比分析［J］．儀器儀表與分析監測，2006(1 ):45－46．

［8］姜峰．β 射線法和振蕩天平法在監測中的應用［J］．遼寧城鄉環境科技，2005，25(5):16－17．

［9］鄭道敏，吳微燕，王賢沛，等．β 射線衰減法和重量法測定環境空氣中PM10的對比研究［J］．環境污染與防治，2007，29(2):138－140．

［10］張盛華．美國RP 公司微量振蕩天平測塵儀與法國ESA 公司MP101Mβ 射線測塵儀的比較［J］．儀器儀表與分析監測，2008(1):34－37．

［11］解淑艷，王曉彥，吳迓名，等．環境空氣中PM2．5自動監測方法比較及應用［J］．中國環境監測，2013，29(2):150－155．