2014年天津市武清區(qū)PM2.5污染特征

宋志偉

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.060

摘 要：為分析2014年武清區(qū)PM2.5污染的變化特征，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)全年P(guān)M2.5常規(guī)日值監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2014年武清區(qū)大氣環(huán)境中PM2.5年均濃度為92μg/m3，PM2.5日均濃度分布區(qū)間較寬，主要分布區(qū)間為20～120μg/m3，占樣本總數(shù)的71.1%。PM2.5污染呈現(xiàn)夏季及春末、秋初較輕，冬季污染嚴(yán)重的特征。PM2.5濃度變化“周末效應(yīng)”表現(xiàn)較為突出的季節(jié)是春季，夏季、秋季和冬季并未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。研究結(jié)果有利于認(rèn)識(shí)武清區(qū)PM2.5污染的時(shí)間變化規(guī)律，從而正對(duì)性開(kāi)展大氣污染防控。

關(guān)鍵詞：武清區(qū) PM2.5 周末效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（b）-0060-03

隨著城市化進(jìn)程的加快以及能源消耗的不斷攀升，顆粒物已成為我國(guó)城市環(huán)境空氣中的首要污染物，其中細(xì)顆粒物PM2.5濃度的升高，不僅是導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度下降，霧霾天氣多發(fā)的重要原因，還會(huì)影響大氣輻射平衡及全球氣候變化，并可通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體，增加死亡率和呼吸道系統(tǒng)疾病發(fā)病率[1-5]，已引起人們的廣泛關(guān)注[6]。天津市武清區(qū)地處京津之間，是京津冀協(xié)同發(fā)展、京津雙城聯(lián)動(dòng)發(fā)展的核心區(qū)域，區(qū)域面積1 574 km2，常住人口110萬(wàn)。近年來(lái)，材料、生物醫(yī)藥、電子信息、機(jī)械制造、汽車(chē)零部件等產(chǎn)業(yè)在武清區(qū)發(fā)展迅速，城區(qū)人口高度聚集，能源消費(fèi)和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量不斷增加，大氣污染形勢(shì)日趨嚴(yán)重，灰霾天氣日益增多。目前，針對(duì)武清區(qū)大氣細(xì)顆粒物污染特征鮮有報(bào)道，該研究對(duì)2014年武清區(qū)自動(dòng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)子站的PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以期獲得該區(qū)域PM2.5的污染特征以及逐月變化趨勢(shì)，為進(jìn)一步開(kāi)展顆粒物治理工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

大氣污染物濃度資料：2014年1月1日～12月31日PM2.5的濃度資料來(lái)自武清區(qū)泉州南路空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，污染物濃度日界均為自然日（0：00～23：00）。泉州南路采樣點(diǎn)位于武清中心城區(qū)，周邊主要為住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)，鄰近城市主干道，人口較密集，可作為典型城市監(jiān)測(cè)點(diǎn)的代表。按照氣象學(xué)上分類(lèi)，3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月到次年2月為冬季。

2 結(jié)果

2.1 PM2.5濃度水平及分布頻率

2014年天津武清區(qū)大氣環(huán)境中PM2.5年均濃度為92μg/m3，日均濃度分布在4～375μg/m3，PM10日均濃度在5～511μg/m3。PM2.5和PM10日均濃度分布區(qū)間較寬，說(shuō)明武清一年中不同時(shí)間污染程度差異較大。PM2.5主要分布區(qū)間為20～120μg/m3，占樣本總數(shù)的71.1%。其中出現(xiàn)頻率最高的區(qū)間為40～60μg/m3，樣本總數(shù)的19.5%；日均質(zhì)量濃度大于200μg/m3的出現(xiàn)頻率很低，僅占樣本總數(shù)的6.0%。PM2.5日平均濃度質(zhì)量濃度的分布頻率接近對(duì)數(shù)正態(tài)分布（圖1），這與全國(guó)PM2.5日平均質(zhì)量濃度的分布頻率通常接近對(duì)數(shù)正態(tài)分布結(jié)果一致[7]。

2.2 PM2.5時(shí)間變化規(guī)律

2.2.1 PM2.5月變化規(guī)律

武清地區(qū)PM2.5月均濃度及各月日值濃度超標(biāo)率均呈現(xiàn)出冬春季高、夏秋季低的季節(jié)變化特征。其中冬季1月、2月PM2.5濃度分別達(dá)到137 μg/m3和124 μg/m3，月超標(biāo)率分別為80%和57%，為全年細(xì)顆粒物污染最嚴(yán)重的時(shí)期。6～9月武清地區(qū)PM2.5濃度為54 ～72μg/m3，平均濃度為冬季（1月、2月）濃度水平的48%，月超標(biāo)率只有20%～41%，是一年中細(xì)顆粒物污染最輕的時(shí)間（圖2）。武清地區(qū)PM2.5污染具有明顯的季節(jié)變化特征，主要原因可能是：冬季不利的氣象條件和燃煤采暖共同導(dǎo)致重污染過(guò)程頻發(fā)，造成了2014年1月、2月PM2.5濃度的異常高值，而夏季大氣對(duì)流和湍流活動(dòng)旺盛，有利于顆粒物的水平和垂直擴(kuò)散、稀釋?zhuān)⑶蚁募窘邓?，也有利于顆粒物被沖刷清除[8]，致使夏季、秋初PM2.5濃度保持全年最低水平。

2.2.2 PM2.5工作日與周末變化規(guī)律

污染的“周末效應(yīng)”是指由于氣象要素存在7天為周期的周循環(huán)特征、人類(lèi)活動(dòng)在工作日和周末存在較大的差異，導(dǎo)致污染物濃度在工作日和周末存在較為明顯的差異[9-10]。一般認(rèn)為，人類(lèi)在工作日的活動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)強(qiáng)度比周末高，可能排放更多的污染物進(jìn)入大氣，致使顆粒物濃度工作日高于周末。該文利用雙休日制度將污染物濃度劃分為工作日（周一到周五）和周末（周六和周日）兩類(lèi)。如圖3所示，PM2.5濃度變化“周末效應(yīng)”表現(xiàn)較為突出的季節(jié)是春季，PM2.5工作日濃度比周末高12%，但夏季、秋季和冬季并未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。特別是冬季，周末PM2.5濃度的平均值反而比工作日高35%。這與已有部分研究結(jié)果并不一致[9]，可能原因是該研究區(qū)域武清區(qū)為中小城市類(lèi)型，居民工作生活半徑較小，工業(yè)生產(chǎn)、生活產(chǎn)品加工等人為活動(dòng)周末運(yùn)行率較高。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）2014年武清區(qū)大氣環(huán)境中PM2.5年均濃度為92 μg/m3。PM2.5日均濃度分布區(qū)間較寬，主要分布區(qū)間為20～120 μg/m3，占樣本總數(shù)的71.1%。從2014年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，日平均質(zhì)量濃度的分布較好的符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布。

（2）武清地區(qū)PM2.5污染具有明顯的季節(jié)變化特征。PM2.5月均濃度及各月日值濃度超標(biāo)率均呈現(xiàn)出冬春季高、夏秋季低的季節(jié)變化特征。主要原因可能是冬季不利的氣象條件和燃煤采暖共同導(dǎo)致重污染過(guò)程頻發(fā)，而夏季大氣對(duì)流和湍流活動(dòng)旺盛，有利于顆粒物的水平和垂直擴(kuò)散、稀釋?zhuān)⑶蚁募窘邓?，也有利于顆粒物被沖刷清除。

（3）PM2.5濃度變化“周末效應(yīng)”表現(xiàn)較為突出的季節(jié)是春季，夏季、秋季和冬季并未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。

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