加格達奇區空氣質量變化規律及其影響因子分析

王林鳳，栗艷杰，于淑靜，王 英

（大興安嶺地區氣象局，黑龍江 大興安嶺 165000）

1 引言

加格達奇是大興安嶺地區的首府， 本地大氣質量直接反映了本區自然生態環境的好壞， 特別是實施生態旅游、天然綠色食品戰略以來，大氣環境質量的變化直接影響到戰略實施的質量和可持續發展問題，因此，準確及時掌握本地大氣質量現狀和變化規律，尋找出影響其質量的因素，并及時做出變化趨勢預測并采取相應對策就顯得極為重要。 本文通過對大興安嶺地區大氣環境監測站2000-2012年的大氣中主要污染物濃度值監測數據的統計分析， 歸納出了加格達奇區大氣質量變化規律及其影響因子。

2 數據來源

本文采用1986-2012年加格達奇區環保局提供的空氣質量日監測數據， 對SO2、NO2、PM10 等污染物濃度的均值及超標天數等主要項目進行年際污染分析和時、日、月污染分析。 SO2，NO2和PM10 采用《環境空氣質量標準》（GB3095-1996) 中的一級標準。

3 大氣環境質量變化規律分析

應用加格達奇區1986-2012年大氣總懸浮顆粒物監測數據和2000年2月-2012年8月的大氣環境污染物日均值監測數據，分別對加區的空氣質量、大氣總懸浮顆粒物濃度、首要污染物、大氣中的主要污染物SO2、PM10 的年、月、日濃度變化規律等進行了分析。

3.1 加格達奇區大氣總懸浮顆粒物濃度分析

對1986-2012年大氣總懸浮顆粒物監測數據分析（圖1），自1987年以后大氣總懸浮顆粒物呈逐年減少趨勢，但不穩定，直到1997年以后才呈現出逐年穩定減少趨勢。1989年至今，大氣中總懸浮顆粒物一直小于0.5 mg/m3。

圖1 1986-2012年大氣總懸浮顆粒物年變化曲線

3.2 加區空氣質量分析

2007年2月-2012年12月共獲得大氣污染物濃度日均值監測數據2 115 d， 其中首要污染物SO2或PM10 濃度值<0.05 mg/m3（API 值≤50）為優級的天數1 362 d，為良級的561 d，為輕度污染級的192 d，分別占總監測日數的64%、27%、9%，三個等級月均天數比為19:10:1，由此可見加區的空氣質量總體是非常優良的，但也存在一定的隱患。 大氣質量優良天主要出現在4-9月份，每年冬季采暖期輕度污染天氣各月都有出現（圖2），因此可以看到，冬季采暖產生的煤煙污染還很嚴重，是大氣污染的主要污染源。

圖2 輕度污染天氣各月占比例

3.3 首要污染物濃度變化分析

通過對大氣污染物SO2、NO2、PM10日均濃度值資料進行統計分析，可以看到，在監測總天數中，首要污染物主要是PM10，其次是SO2,NO2天數極少，可以忽略不計。 其中PM10 為首要污染物的天數是SO2首要污染物天數的兩倍。 從月份分布上看，只有3-4月和9-10月兩個時段SO2為首要污染物的天數超過或接近PM10 的日數，其它月份PM10 為首要污染物的天數均占絕對優勢。

3.4 大氣污染物濃度變化規律分析

3.4.1 SO2和PM10 濃度年變化分析

經過對大氣污染物SO2和PM10日均濃度監測資料分析（圖3），可以看到2002年和2004年大氣中的SO2濃度年均值為0.041 mg/m3和0.043 mg/m3，2003年為0.055 mg/m3明顯高于前后年份。 2003年以后呈現了明顯的下降趨勢。2002年和2003年大氣中的PM10 的年均值分別為0.057 mg/m3和0.066 mg/m3，從2003年以后也呈明顯下降趨勢,這說明加區的大氣質量正在進一步變好。

圖3 空氣污染物濃度值年變化

3.4.2 SO2和PM10 濃度月變化分析

通過大氣中SO2和PM10 濃度月均值變化曲線（圖4）， 可以看到3-10月SO2濃度月均值為0.024-0.034 mg/m3,PM10 濃度月均值為0.033-0.059 mg/m3,在這期間，污染物濃度值較小且變化比較平穩。 進入冬季主采暖期后，大氣中的SO2和PM10 含量開始明顯增加，SO2濃度月均值上升到了0.048-0.063 mg/m3,PM10 濃度月均值上升幅度更為明顯, 達到了0.083-0.112 mg/m3。 每年1-2月間兩種污染物濃度值達到最大。 另外，還可以看到各月的PM10 濃度值都大于SO2濃度值，且差值在冬季主采暖期明顯加大。 PM10濃度年均值比SO2濃度年均值高出0.019 mg/m3。

圖4 歷年SO2 和PM10 濃度月均值變化

3.4.3 采暖期和非采暖期SO2和PM10 濃度變化分析

通過對2003-2008年冬季主采暖期大氣中SO2和PM10 濃度變化分析（圖5），可以看到2004年采暖期SO2濃度均值比2003年有明顯下降， 整個采暖期平均值減少了0.033 mg/m3。 2004年PM10 濃度均值也比2003年明顯減小，但減小幅度不如SO2大，整個采暖期平均減少了0.009 mg/m3。 通過圖5 可以看到大氣污染物濃度值在逐年減小，且SO2減小的幅度值明顯大于PM10 值。 非采暖期大氣中SO2和PM10濃度明顯下降，年均值都小于0.041 mg/m3，均為優良級天氣。

圖5 采暖和非采暖期污染物變化趨勢

3.4.4 大氣中SO2和PM10 濃度日變化分析

通過對每日各定時監測數據分析， 可以看到每日早晨7時污染物濃度開始增加，至8-10時達到最高值， 然后逐漸回落，17-21時再次出現高值時段。SO2濃度日均值在0.01-0.15 mg/m3,PM10日均值在0.02-0.34 mg/m3。

4 大氣中SO2 和PM10 濃度變化影響因子分析

空氣污染是一個復雜的現象， 在特定時間和地點空氣污染物濃度受到許多因素影響， 總的來講影響空氣質量的主要因素有污染物質的排放以及氣象條件。

4.1 污染源的影響

通過對加格達奇城區空氣質量監測數據分析，API 高值出現在冬季，低值出現在夏季，反映了加格達奇市典型的煤煙型污染特點。API 在采暖季節高于非采暖季節， 主要是因為在采暖期加格達奇周邊的許多平房，冬季都需要靠燃煤取暖。 冬季燃煤量的大大增加，加重城市的空氣污染狀況。

4.2 氣象條件的影響

加區所在地理位置決定了它具有典型的局地氣候特點，在不同的季節有不同的氣象條件，決定了其天氣過程有自己的特點。

首先夏季氣溫較高，混合高度也因而提高，有助于空氣污染物的擴散，其次，夏季雨水豐富，有利于空氣中污染物的清除;冬天則相反，主要的天氣過程為冷空氣入侵，地面天氣形勢表現為冷高壓。 冷空氣入侵后，如果沒有新的冷空氣陸續補充，冷空氣會逐漸變性，氣溫緩慢回升，天空晴朗無云，風力較小，夜間靜風或微風，地面強烈輻射冷卻，有時出現輻射逆溫，城區則上層為輻射逆溫，底層為混合層，冬季常出現此類的天氣過程,再加上靜風的天氣發生頻率增多，不利于污染物的擴散和降解。

5 結論

(1）2000－2012年,加格達奇區首要污染物是PM 10，其次是SO2。 其中，PM10 為首要污染物的天數是SO2天數的兩倍。

(2)首要污染物SO2或PM10 濃度值<0.05 mg/m3（API 值≤50）為優級的天數1 362 d，為良級的561 d， 為輕度污染級的192 d， 分別占總監測日數的64%、27%、9%。 由此可見空氣質量總體是非常優良。

(3)SO2，PM10月均值總體呈非采暖期小于采暖期的趨勢。

API 高值出現在冬季，低值出現在夏季，反映了加格達奇區典型的煤煙型污染特點， 冬天逆溫天氣及大氣穩定度以穩定型居多不利于空氣污染物的擴散稀釋。