河北廊坊市2018年P(guān)M_2.5質(zhì)量濃度變化特征分析

高清泉 高清源 紀詩璇 沈芳

摘要 利用廊坊市氣象信息共享平臺公布的PM2.5質(zhì)量濃度的實時觀測數(shù)據(jù)，首次完成對2018年廊坊市區(qū)PM2.5的質(zhì)量濃度變化情況分析。結(jié)果表明：廊坊市2018年P(guān)M2.5污染情況相比往年持續(xù)有所好轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞 廊坊;PM2.5;變化特征;大氣污染

中圖分類號：X513 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0166–02

空氣質(zhì)量與人們生活、身體健康息息相關(guān)[1]。近年來，我國中東部地區(qū)空氣重污染現(xiàn)象雖然有所改善，但是仍呈現(xiàn)出復(fù)合性、區(qū)域性、周期性等特征，引起政府和公眾的廣泛關(guān)注[2]。在空氣中，存在的可吸入顆粒物容易被人體吸收，因呼吸系統(tǒng)中積累而引發(fā)多種疾病[3]。研究表明，PM2.5是造成空氣重污染的罪魁禍首[4-5]。PM2.5在地球大氣組成中含量很少，但對空氣環(huán)境污染和人體健康危害產(chǎn)生重要影響，PM2.5屬于一類大氣污染物。

1 資料選取與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)采用廊坊市氣象信息共享平臺（http：//10.48.36.193/）公布的廊坊市2018年1月1日～12月31日逐時、逐日PM2.5質(zhì)量濃度的實時觀測數(shù)據(jù)。本研究首次完成對廊坊市區(qū)PM2.5的質(zhì)量濃度分星期的日變化分析，選擇人們的生活方式有所不同的工作日與周末分開討論研究，有利于人們根據(jù)污染特征選擇出行和開展戶外活動，分星期日的變化特征顯得更加重要。且分析了日變化、季節(jié)變化特征，數(shù)據(jù)來源于廊坊大氣成分站。

1.2 觀測站點

觀測站點位于廊坊市國家氣象觀測站的建筑樓頂，位于廊坊市京津線廊坊南北史家務(wù)鎮(zhèn)，東經(jīng)116°42′，北緯39°30′，海拔為12.7 m，距離交通主干線200 m，代表廊坊市典型的大氣環(huán)境，可以較好地反映區(qū)域污染傳輸特征。

1.3 觀測儀器

觀測儀器采用安徽藍盾光電股份有限公司生產(chǎn)的β射線法大氣顆粒物監(jiān)測儀（以下簡稱監(jiān)測儀）。基本技術(shù)指標(biāo)：測量范圍（0～1 000） μg/m3或（0～10 000） μg/m3;最低檢測線≤2 μg/m3;最小顯示單位為0.1 μg/m3;標(biāo)準模重現(xiàn)性≤±2%標(biāo)準值;儀器平行性≤±7%;采樣流量偏差為16.67 L/min±2%。監(jiān)測儀每年完成一次廠家標(biāo)準校正測試，恒流穩(wěn)定性高，觀測精確，可以完成單點校準和多點校準。

監(jiān)測儀利用β射線作為輻射源，采用恒定流量抽氣，大氣中的懸浮顆粒吸附在β源和探測器之間的濾紙表面抽前后探測器對β射線計數(shù)值的改變反映了濾紙上吸附顆粒物質(zhì)量。根據(jù)抽氣體積，可以換算單位體積空氣中懸浮顆粒的濃度。該設(shè)備主要用于測量大氣中可吸入顆粒物PM10和PM2.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 逐時數(shù)據(jù)總體分析

目前，我國空氣污染指數(shù)包括二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物或總懸浮顆粒物。2012年國務(wù)院新修訂《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準》，將PM2.5監(jiān)測指標(biāo)加入污染指數(shù)項目。PM2.5作為一種重要的懸浮顆粒物，現(xiàn)階段對人們健康影響很大。為更加直接了解PM2.5的全年定量污染特征，總體分析逐小時數(shù)據(jù)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，PM2.5逐時濃度值ρ（PM2.5）<35 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的42.2%;35 μg/m3≤ρ（PM2.5）<75 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的36.4%;75 μg/m3≤ρ（PM2.5）<115 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的12.1%;115 μg/m3≤ρ（PM2.5）<150 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的5.5%;150μg/m3≤ρ（PM2.5）<250 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的4.1%;ρ（PM2.5）>250 μg/m3，占總體樣本數(shù)據(jù)的0.5%。

因此，全年逐小時PM2.5濃度分布在75 μg/m3以下，優(yōu)良等級占樣本數(shù)據(jù)的78.6%，達到一半以上，具有一定的參考性。根據(jù)全年逐時污染物統(tǒng)計得知，PM2.5作為首要污染物之一，占比達到33.1%。PM2.5對空氣污染指數(shù)（AQI）影響至關(guān)重要（圖1）。

2.2 全年數(shù)據(jù)變化特征

逐時數(shù)據(jù)可以直觀地了解PM2.5質(zhì)量濃度實時動態(tài)變化，為更好地了解廊坊市區(qū)PM2.5全年的變化趨勢，進一步探究數(shù)據(jù)的集中趨勢，分析2018年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度日平均濃度變化（圖2）。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度分布呈現(xiàn)“雙峰”特征，污染天數(shù)共72 d，輕度污染38 d，中度污染24 d，重度污染及嚴重污染10 d。其中，污染天主要分布在上半年3月、4月及下半年11月、12月。3月、4月有5 d，PM2.5質(zhì)量濃度日平均超過150 μg/m3。自2000年以來，廊坊地區(qū)沙塵天氣，近5年來維持在平均5 d左右，主要在春季沙塵較多，其中4月達到1.3 d;11月、12月有5 d，PM2.5質(zhì)量濃度日平均超過150 μg/m3，包括一次嚴重污染天氣達到289 μg/m3，主要考慮北方供暖方式也會加重空氣污染。

根據(jù)國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準》（GB 3095—2012）劃分日平均質(zhì)量濃度。其中，達到國家一級標(biāo)準[ρ（PM2.5）<35 μg/m3]，污染等級“優(yōu)”的共144 d;達到國家二級標(biāo)準[35 μg/m3≤ρ（PM2.5）<75 μg/m3]，污染等級“良”的共152 d，輕中度污染天數(shù)62 d，重度污染天數(shù)7 d。2018年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度年平均為53.1 μg/m3，比較2019年河北省廊坊環(huán)境監(jiān)測中心發(fā)布的《廊坊市環(huán)境質(zhì)量概要（2018年）》數(shù)據(jù)顯示，PM2.5年均濃度值為52 μg/m3，質(zhì)量濃度值基本一致。PM2.5濃度與2017年相比下降了13.33%，PM2.5超標(biāo)0.48倍，空氣質(zhì)量綜合指數(shù)5.94，與2017年同期相比下降了10.14%，說明2018年廊坊市區(qū)大氣中PM2.5污染情況良好。

2.3 季節(jié)日變化特征

按照春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月至次年2月）分析PM2.5質(zhì)量濃度季節(jié)變化特征。不同季節(jié)的日變化（圖3）強度特征呈現(xiàn)出冬季>秋季>春季>夏季。由圖3可知，一年中四季的PM2.5質(zhì)量濃度的日變化特征規(guī)律呈現(xiàn)“W”型。00：00～05：00，秋季PM2.5質(zhì)量濃度持續(xù)下降，春季、夏季、冬季PM2.5質(zhì)量濃度保持相對穩(wěn)定的狀態(tài);06：00～08：00，PM2.5質(zhì)量濃度開始逐漸增加;08：00左右達到峰值，后急劇下降;15：00左右出現(xiàn)谷值，四季中下午的濃度都保持在低濃度水平;17：00之后，PM2.5質(zhì)量濃度開始急劇上升;21：00左右達到峰值，之后呈緩慢下降趨勢或相對穩(wěn)定狀態(tài)。

秋季與冬季的日變化趨勢相似，但是峰值和谷值出現(xiàn)的時刻有所區(qū)別。秋季變化存在兩個較大谷值，分別在05：00與14：00，但是冬季只有一個谷值，在15：00左右。日變化范圍更大，冬季的曲線變化在10：00之前變化相對平緩。秋冬季節(jié)PM2.5質(zhì)量濃度日變化范圍較大，呈現(xiàn)夜間濃度大于白天濃度，主要原因考慮秋冬季采暖方式和節(jié)空氣較為干燥，夜間多晴朗天氣，氣溫低，大氣層結(jié)相對穩(wěn)定，形成逆溫現(xiàn)象，不利于PM2.5的稀釋與擴散。

3 結(jié)語

2018年廊坊市區(qū)PM2.5質(zhì)量濃度年平均值為53.1 μg/m3，相較于《廊坊市環(huán)境質(zhì)量概要（2018年）》公布的PM2.5年均濃度值為52 μg/m3，質(zhì)量濃度值基本一致。PM2.5空氣污染較往年持續(xù)呈好轉(zhuǎn)態(tài)勢。PM2.5質(zhì)量濃度逐小時分布在75 μg/m3以下，優(yōu)良等級占樣本數(shù)據(jù)的78.6%，達到一半以上。PM2.5作為首要污染物之一，占比達到33.1%，PM2.5對空氣污染指數(shù)的（AQI）影響至關(guān)重要。季節(jié)變化特征呈現(xiàn)冬季>秋季>春季>夏季。

參考文獻

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis on the Charact-eristics of PM2.5 Mass Concentration Changes in Langfang， Hebei in 2018

GAO Qing-quan et al （Langfang Meteorological Bureau， Langfang， Hebei 065000）

Abstract Based on the real-time obser-vation data of PM2.5 mass concentration released by Langfang meteorological information sharing platform， the mass concentration change of PM2.5 in Langfang City in 2018 was analyzed for the first time. The results show that the PM2.5 pollution situation in Langfang City in 2018 has continued to improve compared with previous years.

Key words Langfang; PM2.5; Change ch-aracteristics; Air pollution

基金項目 廊坊市科學(xué)技術(shù)局“基于小波分析的廊坊空氣質(zhì)量評價研究”（2019013084）。

作者簡介 高清泉（1990-），男，山東濰坊人，助理工程師，主要研究方向：大氣探測與環(huán)境氣象。*通信作者：高清源（1986-），男，遼寧鞍山人，工程師，主要研究方向：環(huán)境氣象與天氣預(yù)報。

收稿日期 2021-04-15