泰山區大氣中PM10和PM2.5的污染特征分析

辛 靜

(泰安市泰山區環境保護監測站，泰安 271000)

泰山區大氣中PM10和PM2.5的污染特征分析

辛 靜

(泰安市泰山區環境保護監測站，泰安 271000)

根據2014-2016年泰山區大氣污染物PM10和PM2.5的監測數據，對PM10和PM2.5濃度的變化特征和二者的相關性以及PM2.5占PM10的比重進行分析。結果表明：受地形、氣象和冬季燃煤取暖的共同影響，近三年的PM10、PM2.5月均濃度都具有明顯的季節變化規律，冬季最高，夏季最低，春季、秋季居中。環保部門等采取了一系列措施，三年來空氣中PM10和PM2.5的濃度逐年下降。PM10和PM2.5的濃度具備一定的相關性，且PM2.5在PM10中比重很大，可認為兩者的變化趨勢一致。秋冬季節是泰山區細顆粒物污染較重的季節，環境危害較大。在霧霾天氣頻發的階段，PM10和PM2.5的防治更應成為大氣污染防治工作的重中之重。

PM10；PM2.5；霧霾；變化特征；相關性

PM10是空氣動力學直徑≤10微米的顆粒物，也稱可吸入顆粒物或飄塵，在環境空氣中持續的時間很長，對人體健康和大氣能見度影響都很大。PM10長期累積會引起呼吸系統疾病，如氣促、咳嗽、哮喘、慢性支氣管炎、慢性肺炎等。而其中空氣動力學直徑≤2.5微米的顆粒物為PM2.5，也稱可入肺顆粒物或細顆粒物，PM2.5在PM10中占有相當大的比例[1]。PM2.5粒徑小，富含大量的有毒有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大[2]。近年來，隨著工業的迅速發展，城市化進程加快，機動車保有量快速增長[3]，PM2.5污染造成的能見度惡化問題變得越來越突出，霧霾天氣頻發。因此，對空氣中可吸入顆粒物污染特征進行分析具有一定的現實意義。

泰安市位于山東省中部，作為旅游城市，其空氣質量一直位于山東省內陸城市的前列。泰山區為泰安市的市轄區，空氣質量又位于泰安市的前列，但霧霾天氣依舊頻發。本文通過研究泰山區大氣環境中PM10和PM2.5的污染特征，找出污染物變化的原因，為制定大氣環境治理措施提供借鑒。

1 區域概況

泰山區為山東省泰安市的市轄區，位于泰安市中部，北依泰山。泰山區地理坐標為北緯36°05′～36°20′，東經117°03′～117°13′，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，春季干燥多風，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。年平均氣溫13.2℃，境內累計平均年降水量為683.2毫米。

2 研究方法

收集泰山區2014年、2015年和2016年全年大氣污染物PM10、PM2.5的監測數據，利用Excel對各項污染物每月的濃度月均值進行整理，繪制出各項污染物的月均值隨時間變化的趨勢圖和年變化特征圖。用統計軟件SPSS對污染物進行相關性分析，討論PM10和PM2.5的相關性以及PM2.5/PM10(P值)特征。

3 結果與分析

3.1 PM10和PM2.5濃度的月變化特征

由圖1至圖3可知，2014、2015和2016年的PM10、PM2.5月均濃度都具有明顯的季節變化規律，且隨季節的變化趨勢相似，都是冬季最高，夏季最低，春季、秋季居中。2014年，PM10、PM2.5兩種污染物的濃度最高值均出現在1月份，濃度最低值均出現在7月份。2015年，PM10、PM2.5的濃度最高值均出現在12月份，濃度最低值均出現在8月份。2016年，PM10、PM2.5的濃度最高值均出現在1月份，濃度最低值均出現在8月份。三年中，5-9月份的曲線均較為平緩，說明濃度數值變化較小。

圖1 2014年PM10和PM2.5濃度的月變化

圖2 2015年PM10和PM2.5濃度的月變化

圖3 2016年PM10和PM2.5濃度的月變化

造成這種結果既有地形，氣象的原因，又受冬季燃煤取暖的影響。泰山區位于泰山南麓，北面緊依高聳的泰山，形成一面圍墻。全年通常是靜風或微風狀態，最多風向為東北風向，年均風速在2.9～3.6m/s之間。由于風速較小，氣體擴散慢，特別是冬季的東北風向，風向與泰山形成約45°夾角，氣流幾乎在背風坡，大氣中的污染物不易擴散，所以造成空氣污染的機會較多。另外，大氣降水也是影響大氣環境質量的因素之一，降水能洗滌空氣中的塵粒，也能清除空氣中的污染氣體，從一年中看，冬季少雨，空氣得不到洗滌，污染較重[4]。冬季，采暖鍋爐與生活爐灶燃燒煤炭產生大量的二氧化硫、二氧化氮、顆粒物等[5]。圖中冬季的PM10、PM2.5污染物濃度明顯高于其他季節。

3.2 PM10和PM2.5濃度的年變化特征

泰山區空氣中PM10和PM2.5的濃度逐年下降，如圖4所示。2015年PM10的年均濃度比2014年下降6.43%，2016年比2015年下降10.7%。2015年PM2.5的年均濃度比2014年下降11.5%，2016年比2015年下降5.80%。

圖4 2014-2016年PM10和PM2.5濃度的年變化

泰山區環保部門嚴格按新標準依法行政，加強對企業落實新標準限值的執法監督力度。經環保、公安、住建等部門的共同努力，近三年來，淘汰轄區范圍內所有單位和個體工商戶10噸/小時及以下燃煤爐灶，全區236臺燃煤爐灶已全部淘汰并更換為太陽能、地熱和天然氣等清潔能源，淘汰黃標車2288輛，補貼資金1775.56萬元，轄區內46家加油站中已有44處加油站完成油氣回收改造任務，2處關停，全面實施建筑工地、裸露土地揚塵治理，全區集中整治建筑工地269處，整治裸露土地132處，共201萬余平方米。

3.3 PM10和PM2.5的相關性分析

將2014-2016年的月均濃度數據進行回歸分析，見圖5，得出y=0.6067x-0.0083，相關系數方值為0.8556。由此可得，泰山區PM10和PM2.5的濃度具備一定的相關性，且PM2.5在PM10中比重很大，可認為兩者的變化趨勢是一致的[6]，但是由于PM2.5并非全部來自污染源的直接排放，有很大一部分為空氣中氣態、顆粒態污染物經二次反應生成的氣溶膠，所以不能判斷PM10和PM2.5來自相似的污染源[7]。

圖5 PM10和PM2.5濃度的相關性

3.4 PM2.5/PM10(P值)特征分析

P值反映了PM10中細顆粒物的含量。根據2014-2016年的36個月均濃度值的統計，P值在0.391～0.692之間，不同季節 PM2.5/PM10平均值相差較大，冬季 PM2.5/PM10平均值最高，為0.589，即細顆粒物所占比例在55%以上，其次是秋季。說明秋冬季是泰山區細顆粒物污染較重的季節，環境危害較大[8]。春季PM2.5/PM10平均值為0.473，說明細顆粒物污染較輕[9]。

4 結論與建議

受氣象、地形以及冬季燃煤取暖的影響，2014-2016年的PM10、PM2.5月均濃度都具有明顯的季節變化規律，且隨季節的變化趨勢相似，都是冬季最高，夏季最低，春季、秋季居中。

2014-2016年泰山區空氣中PM10和PM2.5的濃度逐年下降。轄區范圍內燃煤爐灶的取締和能源更換，黃標車的淘汰，加油站的油氣改造以及建筑工地、裸露土地的整治，都對PM10和PM2.5的改善起到了重要作用。

PM10和PM2.5的濃度具備一定的相關性，且PM2.5在PM10中比重很大，可認為兩者的變化趨勢是一致的，P值在0.391-0.692之間，冬季 PM2.5/PM10平均值最高，秋季其次，說明秋冬季是泰山區細顆粒物污染較重的季節，環境危害較大。因此，泰山區秋冬季節的空氣污染應引起更大的關注。

近年來，出現了一方面大氣中二氧化硫和氮氧化物排放總量逐年下降，另一方面霧霾天氣頻發的現象，這是因為大氣污染是多種污染物共同作用的結果[10]，PM2.5對于霧霾天氣的形成起著非常重要的作用[11]。自二氧化硫和氮氧化物先后在“十一五”和“十二五”規劃中列入大氣污染物總量控制指標之后，人們追求大氣中二氧化硫和氮氧化物的減排，但是沒有重視空氣中的PM2.5和PM10的防治[12]。在現階段霧霾天氣頻發，PM2.5和PM10的防治更應成為大氣污染防治工作的重中之重。

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Analysis of Characteristics of PM10and PM2.5Pollution in Taishan District

XIN Jing

(Taishan District Environmental Monitoring Station，Taian 271000)

The variation characteristics and correlation of PM10and PM2.5is analyzed according to the 2014-2016 monitoring data of PM10and PM2.5of tai shan district air pollutants and PM2.5accounts for the proportion of PM10is also analyzed.The results showed that：nearly three years PM10and PM2.5averaged concentration in month has obvious seasonal variation，the highest is in winter，summer is minimum，spring and autumn are in the middle.Terrain，weather，and winter coal-fired heating influent the results.The environmental protection department has adopted a series of measures to drop the concentration of PM10and PM2.5in the air for three years.The concentration of PM10and PM2.5have a certain correlation and the proportion of PM2.5in PM10is very big，so the change trends of both are the same.The heavier fine particulate matter pollution is in autumn and winter in tai shan district，and environmental hazards is heavier.So In the phase of fog haze weather，to prevent and control of PM10and PM2.5is more and more important.

PM10；PM2.5；haze；characteristics；correlation

辛靜，碩士，工程師，主要從事環境監測與質量控制

文獻格式：辛 靜.泰山區大氣中PM10和PM2.5的污染特征分析[J].環境與可持續發展，2017，42(4)：197-199.

X21

A

1673-288X(2017)04-0197-03