浮塵天氣過程對四川省空氣質量的影響

廖乾邑,曹　攀,蔣　燕,李波蘭

(四川省環境監測總站，成都　610000)

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浮塵天氣過程對四川省空氣質量的影響

廖乾邑,曹攀,蔣燕,李波蘭

(四川省環境監測總站，成都610000)

利用沙塵天氣年鑒資料和環境空氣自動監測數據，分析沙塵天氣的氣象特征及傳輸路徑和空氣質量變化特征。結果顯示：四川浮塵天氣污染主要受來自西北方向新疆、甘肅冷空氣沙塵天氣影響，浮塵導致四川盆地PM10顆粒物濃度大幅增加，尤其對川東北和川南地區貢獻較大。沙塵天氣必然伴隨北方氣流動力，會導致其他氣態污染物濃度有所降低。浮塵進入盆地路徑一種是以經隴南入川為主，浮塵輸送由北到南，經廣元、綿陽、德陽、成都、樂山、雅安向南輸送；另外一種經隴南、漢中以覆蓋式由南向北影響城市，同時對川東北巴中、達州、南充、遂寧有一定影響。

浮塵; 過程; 空氣質量; 影響

沙塵暴作為一種災害性天氣不僅對工農業生產產生嚴重的直接危害,而且由此形成的沙塵氣溶膠通過多種途徑對環境、生態、氣候和人體健康等多方面造成的滯后、持續、長期的間接危害更加嚴重。因此,在環境問題日趨突出的今天,深入研究沙塵天氣具有非常重要的意義[1]。中國學者對沙塵天氣的頻繁發生對顆粒物污染的影響也做了一些有益的研究[2-3]。KUO 等的研究表明，沙塵暴天氣發生時，室內外空氣中的PM2.5和PM10濃度都將會成倍增加，特別是室內這種增加趨勢尤為顯著[4]，李亮等研究了2005-2010年沙塵天氣影響我國城市環境空氣質量分析[5]。目前對四川盆地空氣質量的影響還較為鮮見，為此本文研究了浮塵對四川省空氣質量的影響和特征。

1　資料與方法

對2013-2015 四川省環境空氣自動網絡監測PM10、SO2、NO2、CO、O3發布數據進行分析統計。

2　四川盆地受沙塵影響總體情況

四川盆地處于我國西北甘肅、寧夏等主要沙源地的下游，盆地北部雖有秦嶺等山脈的阻隔，集中、持續、嚴重的沙塵天氣較少發生，但受春秋兩季冷空氣影響，北方沙塵翻越秦嶺后進入四川盆地，形成了嚴重區域性浮塵天氣。我省的浮塵天氣發生時間主要集中在春、秋季，集中出現在春季三、四月份，尤以三月初最為嚴重，浮塵對我省大氣中PM10貢獻尤為明顯。經統計2013年浮塵對全年PM10貢獻約為4.82 μg/m3、2014年約為1.00 μg/m3，2015年約為0.56 μg/m3。2013-2015年，四川省共經歷14次月共計40余天不同規模的、對空氣質量有影響的浮塵天氣，受浮塵影響期間成都市PM10最大日均濃度達1029 μg/m3。

表1　2013-2015年四川省浮塵天氣過程統計表

3　典型浮塵特征分析

3.12013年浮塵期間四川省環境空氣質量PM10的影響

四次浮塵天氣污染期間，廣元、內江、自貢、成都、南充、巴中、資陽、眉山、宜賓、德陽、江油、綿陽、遂寧13個城市PM10顆粒物濃度較2012年同期變化最為顯著，成都、自貢、德陽、廣元、遂寧、內江、綿陽、樂山、眉山污染期間超標天數同比2012年增加相對較多，盆地內川北、成都平原及川中地區受浮塵天氣影響較大。

浮塵期間全省PM10顆粒物日均值濃度較2012年大幅度增加，平均增加142%，增加范圍在34%～445%之間。第一次浮塵天氣期間PM10顆粒物日均值濃度在3月2日達到峰值，為125 μg/m3；第二次浮塵天氣期間PM10顆粒物日均值濃度在3月7日達到峰值，為146 μg/m3；第三次浮塵天氣期間PM10顆粒物日均值濃度在3月11日達到峰值，為349 μg/m3；第四次浮塵天氣期間PM10顆粒物日均值濃度在3月14日達到峰值，為234 μg/m3。成都市浮塵期間最大PM10日均濃度達到1029 μg/m3，PM2.5/PM10比例接近30%，以粗顆粒物為主。

對農村和背景區域的影響：

四次浮塵天氣影響期間，農村(區域)站和背景站也監測到不同程度的污染影響，川中、川北的農村(區域)站和九寨溝背景站所受影響明顯。其中，農村(區域)監測點PM10月均濃度較去年同期升高34%，背景站空氣PM10月均濃度也較去年同期升高99%。

3.2盆地內浮塵傳輸路徑

四川省浮塵天氣污染主要受來自西北方向新疆、甘肅沙塵天氣影響，北方干冷空氣攜帶沙塵進入四川盆地并沿盆地內輸送通道推進，主要影響相鄰城市間存在1～2 h滯后。進入盆地路徑一種是以經隴南入川為主要路徑，盆地內浮塵輸送由北到南，經廣元、綿陽、德陽、成都、樂山、雅安向南輸送，但盆地內龍泉山脈對入川氣流的分支和阻隔作用，浮塵對資陽及川南區域內江、自貢、瀘州、宜賓的影響較小；另外一種經隴南、漢中以覆蓋式影響由南向北影響城市，同時對川東北巴中、達州、南充、遂寧有一定影響。

2013年四次連續浮塵天氣是四川盆地近兩年來遭受的北方沙塵帶來的持續時間最長、影響范圍最廣、污染程度最嚴重的輸入性浮塵天氣過程，共持續19天，分為四次過程。盆地內沙塵輸送由北到南，相鄰城市間存在1～2 h滯后，浮塵天氣期間部分城市顆粒物小時濃度變化情況如圖1所示。我省浮塵天氣污染主要受來自西北方向新疆、甘肅冷空氣沙塵天氣影響，冷空氣攜帶沙塵進入四川盆地并沿盆地內輸送通道推進，2013年盆地四次浮塵天氣過程沙塵輸送路徑示意圖如圖2所示。

圖1　2013年第三次浮塵天氣相關城市PM10變化序列圖

圖2　2013年盆地四次浮塵天氣過程浮塵輸送路徑示意圖

3.3浮塵期間其他污染物的影響

沙塵天氣必然伴隨北方氣流動力，雖然攜帶PM10增加了盆地的PM10濃度，但由于氣流沖擊，對盆地內部靜穩狀態會產生一定擾動，反而因沙塵天氣發生時大風過境的氣象影響，有利于其他氣態污染物的擴散，使盆地氣態污染物濃度有所降低。以2015年春季3月3-4日發生的浮塵為例，此次浮塵影響主要城市有廣元、巴中、綿陽、德陽、眉山、成都、眉山、遂寧、廣安、資陽、樂山、雅安。氣態污染物二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳在浮塵期間的日均濃度基本低于浮塵前一天的日均值濃度，其中二氧化硫降低幅度0～46%，二氧化氮降低幅度0～23%，一氧化碳降低幅度0～29%，少數部分城市(遂寧廣安、資陽、樂山)氣態污染物濃度存在略微升高，分析原因可能受局地短時間的污染影響造成。

圖3　浮塵前一天、浮塵期間SO2日均濃度比較

圖4　浮塵前一天、浮塵期間NO2日均濃度比較

圖5　浮塵前一天、浮塵期間PM10日均濃度比較

圖6　浮塵前一天、浮塵期間PM2.5日均濃度比較

圖7　浮塵前一天、浮塵期間CO日均濃度比較

4　結論及建議

(1)四川浮塵天氣污染主要受來自西北方向新疆、甘肅冷空氣沙塵天氣影響，冷空氣攜帶沙塵進入四川盆地并沿盆地內輸送通道推進影響四川省各城市空氣質量。

(2)浮塵導致四川盆地PM10顆粒物濃度大幅增加，2013-2015年期間，浮塵對川東北城市PM10年均濃度貢獻為 2.6 μg/m3，對川西城市PM10年均濃度貢獻為3.5 μg/m3，川南區域城市PM10日均濃度對年均濃度貢獻為2.2 μg/m3，川中城市PM10日均濃度對年均濃度貢獻為1.4 μg/m3。

(3)沙塵天氣必然伴隨北方氣流動力，雖然攜帶PM10增加了盆地的PM10濃度，但由于氣流沖擊，對盆地內部常年靜穩狀態會產生一定擾動，反而有可能因沙塵天氣發生時大風過境的影響，有利于其他氣態污染物的擴散，使盆地氣態污染物濃度有所降低．以2015年浮塵影響為例，期間二氧化硫降低幅度0～46%，二氧化氮降低幅度0～23%，一氧化碳降低幅度0～29%。

(4)浮塵的監測和預測工作已成為環境空氣質量研究和業務服務的重要組成部分。建立浮塵天氣歷史數據庫、浮塵天氣動態監測、浮塵天氣模型、浮塵數值預報和浮塵天氣預警模塊，組成開發和建立沙塵數值預報模式和常規天氣學預報方法,對提高沙塵天氣客觀定量的預報水平和預警服務能力,對預防和減輕沙塵暴造成的損失,具有重大意義。

[1]馮鑫媛,王式功，楊德保.近幾年沙塵天氣對中國北方環保重點城市可吸入顆粒物污染的影響[J]中國沙漠.2011,31(3):735-738.

[2]陳躍浩，高慶先，高文康，等．沙塵天氣對大氣環境質量影響的量化研究[J]．環境科學研究，2013，26(4):364-369．

[3]黃麗坤,王廣智.王琨哈爾濱市沙塵期大氣顆粒物物化特征及傳輸途徑分析[J].中國環境科學 2014,34(8)：1920-1926.

[4]KUO H W，SHEN H Y．Indoor and outdoor PM2.5and PM10concentrations in the air during a dust storm[J].Building and Environment，2010，45:610-614.

[5]李亮,李健軍,王瑞斌,等.2005-2010年沙塵天氣影響我國城市環境空氣質量分析[J].中國環境，2013,29(3):15-18.

Effects of Floating Dust Weather on the Air Quality of Sichuan Basin

LIAO Qian-yi,CAO Pan,JIANG Yan,LI Bo-lan

(Sichuan Environmental Monitoring Center,Sichuan Chengdu 610000,China)

The analysis of meteorological characteristics,transmission path characteristics,change characteristics of air quality of dust weather were done using dust weather yearbooks and automatic ambient air monitoring data.The results showed that dust weather of Sichuan was mainly affected by the cold dust weather from northwest in Xinjiang and Gansu.Dust led a substantial increase to PM10concentration of Sichuan,especially in northeastern and southern Sichuan.Dust weather must be accompanied by north airflow power,which will lead other gaseous pollutant concentration to decrease.One path of the dust into the basin was as follow:dust enter into Sichuan from Longnan,transporting from north to south by Guangyuan,Mianyang,Deyang,Chengdu,Leshan,Ya’an.Another path was as follow:dust enter into Sichuan from Longnan and Hanzhong,overlaying many cities from south to north.Meanwhile,it had an impact on northeastern cities such as Bazhong,Dazhou,Nanchong,Suining.

floating dust;process;air quality;influence

廖乾邑(1984-)，女，四川成都，碩士，工程師，主要從事環境空氣自動監測管理及預測預警。

X820.2

B

1001-9677(2016)011-0182-03