淺談鄭州市霾的成因及特征

張爽爽+楊超凡

摘 要：隨著鄭州市逐步城市化，工業化，成為國內最大的交通中心，霾也越來越嚴重影響著這個城市。本文將具體實際的數據列成圖表，分析鄭州市霾的成因以及特征，發現鄭州市霾高發于冬季，受燃煤供暖以及交通廢氣影響最大，并且在一天中，下午的空氣質量相對早晨要好。

關鍵詞：霾；PM2.5；AQI

霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子組成的。它也能使大氣渾濁，視野模糊并導致能見度惡化，如果水平能見度小于10000米時，將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾（Haze）或灰霾（Dust-haze）?；姻蔡鞖舛喟l生于冬季，大大降低空氣的能見度，嚴重影響人們的出行和生活，對人類的身體健康也有嚴重的影響。

王秦[1]等發現與正常天氣相比，霧霾天氣發生時PM2.5和其中的27種元素濃度均升高，其中As，Cr，Pb，Ti和V等重金屬是PM2.5中的主要無機污染物；趙晨曦等[2]通過日變化反映了PM2.5和PM10濃度具有較好的相關性，且受氣象條件影響顯著。

1 霧和霾的區別

霧和霾是兩種天氣現象，是懸浮在貼近地面大氣層中的大量微細水滴（或冰晶）的可見集合體，對身體健康影響不大。霾主要是人為因素造成的，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在1-2微米左右，為肉眼看不到空中飄浮的顆粒物，可被人體呼吸道吸入，影響健康。目前霧和霾主要是依靠相對濕度來區分的，吳兌多次建議將相對濕度的閾值定為90%，作為區分輕霧與霾的輔助判據[3]。

2 霾的成因

霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、冬季供暖、工業排放、建筑揚塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發等等，霧霾天氣通常是多種污染源混合作用形成的。灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結果，其成因有三：水平方向靜風現象增多；垂直方向上逆溫層的存在；空氣中懸浮顆粒物的增加。

鄭州市為受霧霾影響嚴重的城市之一。圖 1顯示了從2015年1月起到2016年12月鄭州市PM2.5月變化趨勢，從圖中我們可以看出，PM2.5的濃度每年從11月份左右開始明顯上升，在1月份達到峰值，3月份回落，8月份左右達到低谷。造成此現象的原因可能為：

（1）燃煤是形成霧霾的重要誘因之一。鄭州市集中供暖啟動時間為11月中旬，目前仍使用大量煤炭作為能源提供熱量，煤炭燃燒產生大量的煙塵及硫酸鹽等粒子，都為霾的重要組成因素；

（2）鄭州市是我國的交通中心，人口稠密，1月份迎來春運熱潮，加劇了空氣中懸浮顆粒物的增加；

3 根據PM2.5日濃度變化來看霾的特征

PM2.5是霾的主要成分之一，多地都將PM2.5的濃度作為霾預警指標。根據中國空氣質量在線監測分析平臺[4]數據分析顯示，PM2.5濃度和PM10濃度在一天中變化趨勢一致，呈良好的相關性，空氣質量指數AQI也和PM2.5濃度變化趨勢一致。圖 2為鄭州市某一典型霾天氣各種污染物濃度在一天中的變化，從圖中可以看出，SO2，CO，NO2和O3濃度在一天中波動不大，而PM2.5和PM10具有較大的波動，因此AQI也隨之波動。PM2.5濃度在14點左右降低，此時一天中氣溫最高，近地面空氣溫度較高，空氣團向上流動，微小的粉塵粒子也隨之上升，因此近地面PM2.5和PM10濃度將下降。到了晚上，近地面空氣溫度漸漸冷卻下來，空氣團攜帶者粉塵微粒重新返回近地面。所以說，在無特殊情況干擾時，傍晚的空氣要比清晨的空氣新鮮。

4 結論

根據上述分析發現，燃煤和交通是造成鄭州市霾天氣的重要因素，致使鄭州市11月份空氣污染程度升高，1月份達到峰值，3月份回落的主體趨勢。隨著PM2.5濃度的變化霾的嚴重程度在一天內也會有一定的變化，凌晨時分污染物濃度最高，下午會相對較低一些。

參考文獻

[1]王秦，陳曦，何公理等.北京市城區冬季霧霾天氣PM2.5中元素特征研究[J].光譜學與光譜分析，2013，33（6）：1441-1445.DOI：10.3964/j.issn.1000-0593（2013）06-1441-05.

[2]趙晨曦，王云琦，王玉杰等.北京地區冬春PM2.5和PM10污染水平時空分布及其與氣象條件的關系[J].環境科學，2014，35（2）：418-427.

[3]吳兌.再論都市霾與霧的區別[J].氣象，2006，32（4）：9-15.DOI：10.3969/j.issn.1000-0526.2006.04.002.

[4]中國空氣質量在線監測分析平臺https：//www.aqistudy.cn/