廈門PM10、PM2.5時間變化特征

趙麗娟廈門市環(huán)境監(jiān)測中心站

廈門PM10、PM2.5時間變化特征

趙麗娟
廈門市環(huán)境監(jiān)測中心站

利用廈門市國控環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站點2013—2015年P(guān)M10、PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)，深入分析了廈門市環(huán)境空氣中PM10和PM2.5濃度的年、周、日變化特征。結(jié)果表明，廈門市PM10、PM2.5濃度具有單峰型年變化特征，10月至次年5月顆粒物（PM10、PM2.5）濃度較高，6月至9月濃度較低。PM10、PM2.5濃度變化未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。PM10、PM2.5濃度具有單峰型日變化特征，尤以冬季日變化特征最為顯著，PM10、PM2.5高濃度時段出現(xiàn)在7：00—12：00。不同月份PM2.5在PM10中的占比介于54%～73%之間，PM2.5/PM10比值7月最低，2月最高。PM2.5/PM10比值存在顯著的雙峰型日變化特征，峰值分別出現(xiàn)在04：00、14：00，谷值出現(xiàn)在10：00、19：00。

PM10，也稱為可吸入顆粒物，是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑≤10 mm的顆粒物；PM2.5，也稱為細顆粒物，是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑≤2.5 mm的顆粒物。PM10可以被人體吸入，沉積在呼吸道、肺泡等部位從而引發(fā)疾病，PM2.5可深入到細支氣管和肺泡，研究表明城市空氣中PM10、PM2.5濃度與呼吸器官疾病發(fā)病率、循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡等諸多不利健康效應(yīng)關(guān)系密切。

本文利用2013—2015年廈門市國控空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，深入分析了PM10、PM2.5時間變化特征，對提升環(huán)境空氣質(zhì)量精細化預報水平、優(yōu)化重污染天氣削峰減排方案、指導公眾綠色健康生活具有重要意義。

數(shù)據(jù)和方法

國家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)在廈門建有4個自動監(jiān)測站：鼓浪嶼、洪文、湖里、溪東，其中溪東為清潔對照點。自2013年1月1日起，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）要求開展SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3六項污染物濃度監(jiān)測并實時向公眾發(fā)布。

鼓浪嶼和溪東PM10、PM2.5均采用TEOM 1405DF型微量振蕩天平環(huán)境顆粒物監(jiān)測儀采樣監(jiān)測，洪文PM10、湖里PM10和PM2.5均采用TEOM 1400型微量振蕩天平環(huán)境顆粒物監(jiān)測儀采樣監(jiān)測，洪文PM2.5采用SHARP 5030顆粒物同步混合監(jiān)測儀采樣監(jiān)測。每天24h連續(xù)采樣監(jiān)測，每1h記錄1次數(shù)據(jù)，儀器設(shè)備定期進行質(zhì)量控制、校準、檢查。

選取廈門市2013年1月1日—2015年12月31日的逐時PM10、PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ633-2012）進行統(tǒng)計。

圖1 廈門市PM2.5/PM10年變化及日變化特征

結(jié)果與分析

PM10、PM2.5濃度年變化特征

廈門市PM10、PM2.5濃度具有明顯的年變化特征，且變化規(guī)律基本一致，為單峰型變化特征，與銀川等地變化特征相似。10月至次年5月顆粒物（PM10、PM2.5）濃度較高，PM10、PM2.5月均濃度最大值均出現(xiàn)在1月，分別為0.076 mg/m3和0.051 mg/m3。6月至9月濃度較低，PM10、PM2.5月均濃度最小值均出現(xiàn)在7月，分別為0.038 mg/m3和0.020 mg/m3。顆粒物濃度年變化規(guī)律主要受季風、大氣穩(wěn)定度、污染物區(qū)域性傳輸?shù)纫蛩赜绊憽Ｏ募绢w粒物（PM10、PM2.5）低濃度的原因：一是廈門地處東南沿海，6—9月受偏南夏季風影響，氣流主要來自于海面，海面大氣中

PM10、PM2.5濃度很低，對大氣污染物稀釋效果顯著；二是夏季大氣穩(wěn)定度低，大氣垂直對流擴散條件好。冬、春、秋季顆粒物（PM10、PM2.5）高濃度的原因：一是大氣層結(jié)穩(wěn)定，逆溫現(xiàn)象頻發(fā)，大氣垂直對流擴散條件差，近地層人類生產(chǎn)生活排放的大氣污染物在逆溫層下不斷累積；二是受偏北冬季風影響，氣流主要來自于陸地，大氣中PM10、PM2.5背景濃度高；三是受冷空氣活動影響，出現(xiàn)大范圍、高濃度污染物區(qū)域性傳輸過程。2月廈門市PM10、PM2.5濃度均出現(xiàn)低值，主要是受到春節(jié)假期工業(yè)企業(yè)停產(chǎn)、外來人員返鄉(xiāng)影響，工業(yè)源、交通源排放量下降所致。

PM10、PM2.5濃度周、日變化特征

廈門市PM10濃度存在周變化特征，但未出現(xiàn)與北京、上海等城市類似的“周末效應(yīng)”，周一至周二PM10濃度最高、周五至周日次之、周三至周四最低。周一至周二PM10濃度日變化特征最為顯著，周四PM10濃度日變化特征最不明顯，周五、周日16：00—20：00有一弱峰值。廈門市PM2.5無規(guī)律性的周變化特征，未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。

廈門市PM10、PM2.5濃度具有明顯的單峰型日變化特征，冬季日變化特征最為顯著。PM10、PM2.5高濃度時段出現(xiàn)在7：00—12：00，最高值均出現(xiàn)在09：00—10：00。日變化規(guī)律主要受海陸風、大氣穩(wěn)定度、污染物排放特征等因素影響。

PM2.5/PM10時間變化特征

廈門市不同月份PM2.5在PM10中的占比介于54%～73%之間，與北京、廣州等城市的觀測結(jié)果一致。PM2.5/PM10比值7月最低，2月最高。PM2.5/PM10比值存在顯著的雙峰型日變化特征，峰值分別出現(xiàn)在04：00、14：00，谷值出現(xiàn)在10：00、19：00（圖1）。04：00峰值主要是由于夜間大氣層結(jié)穩(wěn)定，污染物在近地層累積；14：00峰值可能是由于午后太陽輻射很強，光化學反應(yīng)較強，通過氣粒轉(zhuǎn)化產(chǎn)生大量的細顆粒物（PM2.5）。10：00、19：00谷值出現(xiàn)的可能原因是大氣垂直擴散較強，PM2.5更易于輸送到高空，地面監(jiān)測的PM2.5/PM10減小。

結(jié)語

（1）廈門市PM10、PM2.5濃度具有單峰型年變化特征，且變化規(guī)律基本一致，PM10、PM2.5月均濃度最大值均出現(xiàn)在1月，最小值均出現(xiàn)在7月。

（2）廈門市PM10、PM2.5濃度具有單峰型日變化特征，冬季日變化特征最顯著。PM10、PM2.5最高值均出現(xiàn)在09：00—10：00。

（3）廈門市PM10、PM2.5濃度未出現(xiàn)“周末效應(yīng)”。

（4）廈門市不同月份PM2.5在PM10中的占比介于54%～73%之間，顆粒物主要來源為污染源排放。

（5）廈門市PM2.5/PM10比值7月最低，2月最高。PM2.5/PM10比值存在顯著的雙峰型日變化特征，峰值分別出現(xiàn)在04：00、14：00，谷值出現(xiàn)在10：00、19：00。