大連大氣污染物特征與氣象要素的聯系

張曉峰

摘 要：根據2018年大連市大氣污染物類別與同期氣象觀測資料，對大連市污染物出現與氣象要素之間的關系進行了探討，結果表明：大連市2018年空氣質量整體較好，空氣質量優良天數占86.8%，O3濃度的季節變化為春季最高、冬季最低，其他污染物濃度變化為冬季最高，夏季最低。

關鍵詞：大連市；大氣污染物；氣象因子；相關性分析

中圖分類號：S161 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515060

前言

隨著遼寧省近年來進行的大氣污染防治一系列舉措，采暖期的污染水平較歷史同期已經有了明顯的緩解，但SQ2、NO2、O3、CO和可吸入顆粒物（PM2.5、PM10）仍然是影響城市大氣環境質量的重要污染物，而大氣污染特征和氣象要素有著密切的聯系，對生態環境的危害以及人類生產生活和人體健康造成嚴重，現已成為環境學家研究的熱點[1，2]，現已通過測定6項污染物濃度大小來衡量城市環境空氣質量的優良度[3，4]。

遼寧省位于溫帶大陸季風氣候區，境內雨熱同季、四季分明。從季節上看，春季為3—5月，冷暖空氣交替頻繁，常出現南北大風；夏季為6—8月，高溫高濕、雨量充沛、日照豐富；秋季為9—11月，西北風增強溫度下降；冬季為12月—次年2月，溫度偏低、降水和日照數偏少。總體來說，夏秋季大氣擴散較好，春冬季擴散條件相對較差。

大連市為遼寧省下轄地級市，別稱濱城，位于遼寧省遼東半島南端，因地理條件兼有海洋性氣候特點，冬無嚴寒，夏無酷暑，降雨集中，季風明顯，所以大連市氣象條件與遼寧省其他城市有所差別，大氣污染物特征也有所偏差。

1 研究方法

1.1 空氣質量實況數據與預報數據

使用2018年大連市空氣污染物實測數據與遼寧省氣象部門給出的氣象要素實時監測數據。

1.2 大氣污染物和氣象數據來源

大氣污染物數據主要來自大連市空氣質量[5]國控點位實時監測數據，其中包括：SQ2、NO2、O3、CO、PM2.5和PM10，在線監測使用設備均為美國熱電公司生產的環境設備，國控站點運維為國家環境監測總站指定第三方、采用標準運維守則和規范，以減少監測設備造成的系統誤差。

氣象數據主要來源于東北氣象中心在大連市安設的氣象參數實時監控設備，并與遼寧省生態環境事務服務中心簽訂協議，實時將采集數據通過氣象專網傳送到對方服務器中，站點運維同樣為專人指定，定期進行維護和校準，可以保證數據質量。

2 結果與討論

2.1 空氣質量各級別占比

2018年大連市大氣各項污染物占比分別為PM2.5占比12.1%、PM10占比13.4%、O3占比41.1%、NO2占比4.4%，另外SQ2與CO并未作為首要污染物出現，優良天沒有首要污染物占比29%。

從以上數據可知，大連市污染物特征為：以O3為主的污染占比重較大，而O3污染則主要發生在4—10月，是大連市比較常見的一種污染類型；而可吸入顆粒物（PM2.5和PM10）污染則多發于11—12月及第2年的1—3月，發生原因多為供暖燃煤及焚燒秸稈導致的。

2.3 氣象要素分析

由于大連市的地理條件導致早晚溫差不大，月均溫度在-7～26.6℃之間。已有研究結果表明，O3的產生主要來自于光化學反應[6]，O3濃度變化速率與太陽紫外線輻射強度、揮發性有機物（VOCS）及NOX等物質密切相關[7]。大連市夏季沿海太陽光照強烈，加之海水反射紫外線促進臭氧生成，所以導致O3污染頻發。

因為大連受海陸風作用，全年濕度維持在50%以上、風速月均值在6m/s以上，濕度趨勢為“兩谷夾一峰”，夏季地面濕度最高而春季和冬季濕度最低；風速則正好相反，夏季地面風速較低，冬春季風速較高。

從大連市全年的O3污染趨勢看，O3發生的條件與溫度有正相關性、與濕度、風速具有反相關性，溫度越高O3污染越容易產生，濕度越大、風速越高O3越不容易形成污染。

3 總結

大連市2018年整體空氣質量較好，優良天數比例為86.8%，首要污染物以O3為主占比41.1%，可吸入顆粒物污染占比為25.5%，僅采暖季和夏季出現中度及以上污染，污染類型較為簡單；大連市O3污染與溫度、風力等氣象要素有關，可吸入顆粒物污染與濕度、風力等氣象要素有關；因大連市本地排放量和氣候特征等因素影響，當地NO2、SQ2與CO污染較輕，成為首要污染物發生率較低；大連市O3為首要污染物占比較大的為5—9月，春季則很少發生。而7月份雖然溫度較高、太陽輻射強烈，但因雨水充足、地面濕度較大，所以O3污染反而有所下降；大連市雖然O3作為首要污染物頻繁出現，但因為本地揮發性有機物（VOCS）及NOX等物質排放量較低，所以污染物濃度不高，不會造成較重的污染過程。

參考文獻

[1] 潘月鵬， 王躍思， 胡波， 等.北京奧運時段河北香河大氣污染觀測研究[J].環境科學， 2010， 31（1）：1-9.

[2] Schwartz S E.The whitehouse effect-Shortwave radiative forcing of climate by anthropogenic aerosoIs：an overview[J].Journal of Aerosol Science，2010，27（3）：359-382.

[3] 劉方， 王瑞斌， 李鋼.中國環境空氣質量監測現狀與發展[J].中國環境監測， 2004， 20（6）：9-10.

[4] 徐惠， 翟鈞， 劉振全， 等.蘭州市大氣環境污染現狀及治理對策研究[J].環境保護科學， 2003， 29（5）：4-5， 9.

[5] 賀泓， 謝品華， 李國輝， 等.“大氣國十條”實施以來京津冀PM2.5控制效果評估報告[J].中國科學院院刊， 2015（5）：668-678.

[6] Kleinman L I.Ozone process insights from field experimentspartⅡ：Observation-based analysis for ozone production[J].Atmospheric Environment，2000，34（12/13/14）：2023-2033.

[7] 安俊琳， 王躍思， 李昕， 等.北京地面紫外輻射與空氣污染的關系研究[J].環境科學， 2008， 29（4）：1053-1058.