克拉瑪依市PM2.5污染狀況分析及對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響

吳 雷

（克拉瑪依市環(huán)境科研監(jiān)測(cè)中心站，新疆克拉瑪依834000）

國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站制定的《中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站“十二五”發(fā)展規(guī)劃》已將PM2.5納入例行監(jiān)測(cè)。新增加PM2.5監(jiān)測(cè)必然會(huì)對(duì)現(xiàn)在的城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。本文通過(guò)分析PM2.5和PM10之間的濃度關(guān)系，預(yù)測(cè)克拉瑪依市全年P(guān)M2.5的濃度范圍，對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行重新評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果與引入PM2.5評(píng)價(jià)前的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較和分析。

1 試驗(yàn)資料與方法

1.1 儀器與方法

監(jiān)測(cè)儀器為大西比4000系列7201型懸浮顆粒物分析儀。檢測(cè)方法：β射線法，量程：0～10mg／m3；分辨率：±0.002mg／m3。監(jiān)測(cè)方法按照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ／T193－2005）執(zhí)行。監(jiān)測(cè)地點(diǎn)選在長(zhǎng)征新村空氣環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，監(jiān)測(cè)時(shí)間為2012年1月1日至2月29日，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為PM2.5和PM10。

圖1 長(zhǎng)征新村空氣環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站PM2.5和PM10濃度隨時(shí)間變化圖

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

監(jiān)測(cè)期間PM2.5和PM10濃度隨時(shí)間的變化見圖1。由圖1可見，PM2.5日均濃度范圍為0.040～0.131mg／m3，平均0.073mg／m3，PM10日均濃度范圍為0.025～0.152mg／m3，平均0.062mg／m3。

2 結(jié)果與討論

2.1 PM2.5和PM10濃度的相關(guān)性分析

在我國(guó)，一些城市，如北京、濟(jì)南、長(zhǎng)春等城市進(jìn)行了大量的PM2.5和PM10濃度相關(guān)性研究［1－3］。研究結(jié)果表明，PM2.5和PM10具有較好的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。從圖1可以看出，PM2.5和PM10濃度變化趨勢(shì)基本一致。PM2.5濃度占PM10濃度的比例為10%～100%，其中有77.1%的數(shù)據(jù)在75%～100%。采用回歸分析的方法對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，從而得到兩種污染物濃度之間的相關(guān)性。分析結(jié)果見圖2。回歸方程為：y＝0.637 5x＋0.015 4，相關(guān)系數(shù)為0.786 8。可以認(rèn)為PM2.5濃度和PM10濃度之間呈高度線性相關(guān)。

圖2 PM2.5和PM10之間的濃度關(guān)系圖

2.2 克拉瑪依市2011年全年P(guān)M2.5濃度

利用回歸方程，根據(jù)克拉瑪依市全市2011年P(guān)M10的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)算全年P(guān)M2.5濃度，測(cè)算結(jié)果見圖3，濃度范圍為0.031～0.193mg／m3，平均0.059mg／m3。

圖3 2011年全年P(guān)M2.5濃度變化圖

2.3 空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

在PM2.5不參與評(píng)價(jià)時(shí)，采用空氣污染指數(shù)（API）法進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站發(fā)布的《城市空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)技術(shù)規(guī)定》（總站辦字［2000］026號(hào)），將二氧化硫、二氧化氮和PM10作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于克拉瑪依市二氧化硫和二氧化氮的污染程度很輕，所以全市API指數(shù)完全由PM10濃度決定。在PM2.5參與評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)方法可以參考《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ633－2012）。計(jì)算結(jié)果見圖4。

圖4 克拉瑪依市2011年API／AQI變化情況圖

由圖4可知，在PM2.5不參與評(píng)價(jià)時(shí)，API指數(shù)的范圍為25～165，平均58，在363個(gè)有效監(jiān)測(cè)日中，API＞100（劣于輕度污染）的有11d，空氣環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良率（API≤100的天數(shù)占全部有效監(jiān)測(cè)天數(shù)的比率）為97%；在PM2.5參與評(píng)價(jià)時(shí)，AQI指數(shù)的范圍是27～243，平均80，在363個(gè)有效監(jiān)測(cè)日中，AQI＞100（劣于輕度污染）的有48d，空氣環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良率（AQI≤100的天數(shù)占全部有效監(jiān)測(cè)天數(shù)的比率）為87%?？梢姡谝隤M2.5監(jiān)測(cè)指標(biāo)和采用AQI作為評(píng)價(jià)方法后，克拉瑪依市空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果明顯下降。說(shuō)明，按照新的空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095－2012），相對(duì)于其他污染物，克拉瑪依市的PM2.5的污染狀況更嚴(yán)重。

3 結(jié)論

（1）克拉瑪依市空氣環(huán)境中PM2.5和PM10濃度呈高度線性相關(guān)，回歸方程為y＝0.637 5x＋0.015 4，相關(guān)系數(shù)為0.786 8。

（2）根據(jù)PM10濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果可以測(cè)算2011年克拉瑪依市全年空氣環(huán)境中PM2.5濃度在0.031～0.193mg／m3之間。

（3）如果引入PM2.5監(jiān)測(cè)指標(biāo)，并采用環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）作為評(píng)價(jià)方法，克拉瑪依市2011年空氣質(zhì)量劣于輕度污染的天數(shù)將從原來(lái)的11d增加到48d，空氣環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良率將從原來(lái)的97%下降到87%。

（4）按照新的空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095－2012），相對(duì)于其他污染物，克拉瑪依市的PM2.5的污染狀況更嚴(yán)重。

［1］ 楊復(fù)沫，賀克斌，馬永亮，等.北京PM2.5濃度的變化特征及其與PM10、TSP的關(guān)系［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2002，22（6）：506－510.

［2］ 郝明途，侯萬(wàn)國(guó)，周學(xué)華，等.濟(jì)南市PM2.5和PM10污染水平研究［J］.山東大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2006，36（3）：108－111.

［3］ 王 菊，李 娜，房春生.以長(zhǎng)春為例研究環(huán)境空氣中TSP、PM10和PM2.5的相關(guān)性［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2009，25（2）：19－21.