四平市霧霾大氣顆粒物污染特征和來源分析

孫玉偉 祁昕 劉燁

摘要[目的]研究四平市霧霾天氣發生時大氣顆粒物污染特征。[方法]于2016年3月1日—4月20日對四平市大氣顆粒物PM2.5、PM10和氣體污染物進行采樣，分析采樣期間3次污染事件發生時大氣顆粒物粒徑分布特征，比較顆粒物與相關氣體污染物的相關性，并對其來源進行分析。[結果]在3次污染事件中，PM10的平均濃度為339.9 μg/m3，是采樣期間的3.0倍，是空氣質量標準（GB 3095—2012）的2.0倍；在污染事件1（3月28日）和2（3月31日）發生時，PM2.5濃度也相應升高，分別是空氣質量標準（GB 3095—2012）的1.2倍和1.4倍。污染事件1和污染事件2中，在粒徑0.56～1.00 μm時顆粒物質量濃度出現峰值，而污染事件3（4月8日）并無相應的峰值出現。[結論]該研究為四平市大氣污染防治提供理論依據。

關鍵詞 PM2.5；PM10；污染事件；顆粒物粒徑分布；來源分析

中圖分類號 X831 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）02-0063-03

Abstract[Objective] To research pollution characteristic of atmospheric particulates when fog and haze occurred.[Method] A measurement program of PM2.5 and PM10 was undertaken in Siping City during March 1 to April 20 in 2016， atmospheric particles size distribution and correlations of atmospheric particles and gas pollutant were analyzed when air pollution accident occurred. In addition， the sources of atmospheric particles in air pollution accident were analyzed.[Result]In three air pollution accidents，the average concentration of PM10reached 339.9 μg/m3， which was 3.0 and 2.0 times respectively of sampling period and the air quality standard （GB 3095—2012）. When air pollution accident 1 and 2 occured， the concentrations of PM2.5 also rose accordingly， which were 1.2 and 1.4 times respectively of air quality standard （GB 3095—2012）.There were peak values when particle size ranged 0.56 to 1.00 μm in pollution accident 1 and 2.However， there was not response peak in pollution accident 3.[Conclusion]The study provides theoretical basis for the prevention and control of atmospheric pollution in siping city.

Key words PM2.5； PM10；Pollution accident；Particles size distribution；Source analysis

隨著我國經濟的持續快速增長，大氣顆粒物已成為大多數城市的首要污染物[1]。霧霾是空氣污染和氣象因素共同作用的結果，霧霾天氣發生時，大氣能見度下降，大氣中的顆粒物特別是PM2.5是導致能見度降低的主要因素[2]。秋冬季是我國北方地區和中東部地區霧霾天氣頻發的季節，給人們的交通出行、生產生活以及身體健康造成嚴重的不良影響[3]。四平市地處松遼平原腹地，吉遼2省交界。為研究四平市大氣顆粒物粒徑分布特征和氣體污染物的濃度水平，筆者于2016年3月1日—4月20日對四平市大氣顆粒物和氣體污染物進行采樣，分析了霧霾發生時大氣顆粒物粒徑分布特征，并對其來源進行分析。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

采樣點位于吉林師范大學環境科學與工程學院分析測量中心樓頂，距地面高約20 m，周圍無障礙物及工礦企業，采樣口距樓頂地面1 m左右，樓頂由防水材料覆蓋，基本無二次揚塵的影響。

PM2.5濃度數據由賽默飛公司5030型顆粒物同步混合監測儀（SHARP）在線監測器連續監測獲得；顆粒物粒徑分布數據采用MOUDI 8級串聯撞擊式采樣器（Model 100，美國MSP公司）獲得，流量30 L/min，粒徑為0.18～0.32、0.32～0.56、0.56～1.00、1.00～1.80、1.80～3.20、3.20～5.60、5.60～10.00、10.00～18.00 μm；氣體污染物數據由四平市環保監測站提供。

1.2 研究方法

于2016年3月1日—4月20日對四平市大氣顆粒物和氣體污染物進行采樣，分析霧霾發生時大氣顆粒物粒徑分布特征，并對其來源進行分析。

2 結果與分析

2.1 采樣期間氣象條件和污染物濃度

由圖1可知，采樣期間平均能見度為15.2 km，平均溫度為4.1 ℃，平均相對濕度為54.3%。在整個觀測期間，四平市空氣質量屬于輕度污染或者以上（AQI≥100）的時間占27%。其中，中度污染及以上（AQI≥150）的時間占6%，重度污染及以上（AQI≥200）的時間占2%。3月28日、3月31日AQI指數分別為209、182，能見度均小于10 km，相對濕度大于80%，即發生了霧霾污染。而在4月8日AQI指數達178，能見度為13.9 km，由于當天風沙較大，引起地面揚塵，從而導致沙塵天氣的發生。分別將3月28日、3月31日和4月8日定義為污染事件1、污染事件2和污染事件3。