2017年沙塵天氣對濟源市空氣質量的影響及分析

王　芳　張小東　王紅果

（濟源市環境監測站 河南濟源 459000）

引言

沙塵是指風將地面塵土、沙粒卷入空中，使空氣混濁的一種天氣現象的統稱，包括浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴和特強沙塵暴[1]。沙塵有發生、發展、消失的天氣過程，是一種災害性的天氣現象，是人類不適當的活動對自然環境干擾的結果。近些年來，我國北方經常出現沙塵天氣，對人們的生產、生活帶來嚴重影響，同時也是影響我國大氣環境質量的重要因素[2]。

1　評價標準和判定依據

1.1　評價標準

沙塵天氣對城市空氣質量的影響主要是顆粒物濃度，尤其是對可吸入顆粒物（PM10）的影響，評價標準執行《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）[3]和《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（實行）》（HJ633-2012）[4]。

1.2　沙塵判定依據

依據環境保護部環辦監測[2016]120號，關于印發《受沙塵天氣過程影響城市空氣質量評價補充的規定》的通知

1.2.1起始時間判定

（1）城市PM10小時平均濃度大于等于前6個小時PM10平均濃度的2倍且大于150微克/立方米作為受影響起始時間；

（2）城市PM2.5與PM10小時濃度比值小于等于前6個小時比值平均值的50%作為受影響起始時間。

1.2.2結束時間判定

以城市PM10小時平均濃度首次降至與沙塵天氣前6個小時PM10平均濃度相對偏差小于等于10%作為沙塵天氣影響結束時間的判定依據。

2　對濟源市環境空氣質量的影響

2.1　沙塵天氣發生次數和影響過程分析

2017年，受西部、北部和東北沙塵、浮沉傳輸影響，濟源市共出現6次沙塵、浮沉天氣過程。分別是2017年1月26日至1月27日、3月12日、4月17日至18日、5月4日至7日、5月13日至5月14日、12月30日共計12天。具體影響過程詳見下面表1：

第一次沙塵過程于1月26日14時至27日16時，持續時間約27小時，在此期間，PM10濃度峰值為440μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）1.93 倍；PM2.5 濃度峰值為 161μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）1.15倍，PM2.5/PM10比值為0.44。

第二次沙塵過程于3月12日15時至當日22時，持續時間約8小時，在此期間，PM10濃度峰值為201μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）0.34 倍；PM2.5 濃度峰值為 124μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）0.65倍，PM2.5/PM10比值為0.79。

第三次沙塵過程于4月16日22時至18日11時，持續時間約37小時，在此期間，PM10濃度峰值為500μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）2.33 倍；PM2.5 濃度峰值為 125μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）0.68倍，PM2.5/PM10比值為0.45。

第四次沙塵過程于5月4日9時至5月7日24時，持續時間約88小時，在此期間，PM10濃度峰值為1346μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）7.97 倍；PM2.5 濃度峰值為 445μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）4.93倍，PM2.5/PM10比值為0.34。

第五次沙塵過程于5月13日12時至5月14日15時，持續時間約28小時，在此期間，PM10濃度峰值為437μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）1.91 倍；PM2.5 濃度峰值為 82μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）0.09倍，PM2.5/PM10比值為0.30。

第六次沙塵過程于12月30日16時至當日19時，持續時間約4小時，在此期間，PM10濃度峰值為288μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）0.92 倍；PM2.5 濃度峰值為 32μg/m3，未超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）PM2.5/PM10比值為0.11。

表1　沙塵天氣影響過程匯總表單位：μg/m3

2.2　沙塵天氣對空氣質量評價的影響

2017年，濟源市受浮沉、沙塵影響匯總表見表2。

表2　濟源市2017年受浮沉、沙塵影響匯總表單位：μg/m3

2.2.1沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的影響

絕對貢獻(PC)全部數據用包含沙塵天氣影響與剔除沙塵天氣影響后的ρ(PM10或PM2.5)之差來表示沙塵天氣對大氣環境質量的絕對貢獻[5]，即:

式中:PCID為包含沙塵天氣影響的ρ(PM10或PM2.5)月均值，μg/m3；PCED為剔除沙塵影響后的ρ(PM10或PM2.5)月均值。

從表3 2017年沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的絕對貢獻可以看出：2017年濟源市受沙塵天氣影響大多是在春季的3-5月份，其次是冬季的1月和12月。持續時間最長、影響最重的是5月份，其次是4月份。沙塵天氣對5月份PM10濃度的絕對貢獻達28μg/m3、對4月份PM10濃度的絕對貢獻為6μg/m3；但是受沙塵影響期間對PM2.5的絕對貢獻并不顯著。

表3　2017年沙塵天氣對PM10、PM2.5月均值的絕對貢獻單位：μg/m3

2.2.2沙塵天氣對PM10、PM2.5年均值的影響

根據濟源市空氣自動監測站監測數據統計，2017年濟源市扣除沙塵前PM10年均值為115μg/m3、PM2.5年均值為66μg/m3；扣除沙塵后PM10年均值為111μg/m3、PM2.5年均值為65μg/m3。可見沙塵天氣的發生對城市PM10的影響尤為突出，對PM10年均濃度的絕對貢獻達4μg/m3，對PM2.5年均濃度的絕對貢獻為1μg/m3。

2.2.3沙塵天氣對輕度以上污染天氣的影響

2017年全年濟源市出現輕度污染98天、中度污染25天、嚴重污染5天。受沙塵傳輸影響期間，其中輕度污染8天、中度污染2天、嚴重污染1天。占輕度污染、中度污染、嚴重污染的比例依次為8.2%、8.0%、20%。詳細情況見下表4。

表4　濟源市2017年沙塵天氣期間與全年有效監測期間污染天氣級別對比表

3　預防措施

（1）評價制度及方法的改進：基于沙塵天氣對空氣質量的影響，因此在對某個地區或區域進行空氣質量評價、地方環境目標的設置及考評時，要客觀、公正的考慮沙塵的影響。

（2）建設區域群防群治體系，建立生態防護制度，建設沙區防護林體系，加大植樹、造林面積，增加森林覆蓋率，改善水土流失、從源頭上治理沙塵，減少沙塵發生率。

（3）制定預警響應機制，根據沙塵的強度、影響范圍及來源，提前采取管控措施。根據濟源市源清單和源解析分析結果表明，揚塵源對PM10的貢獻為23.9%。因此必須加大城市揚塵管控力度,嚴格落實施工工地周邊圍擋、完善料堆的密閉、道路及拐角積塵的清潔、加強對裸露地表及土方苫蓋保濕等工作。

結語

2017年，濟源市先后出現6次12天的沙塵天氣過程。春季3至5月份最為頻繁，其次是冬季的1月和12月。其中持續時間最長、影響最重的是5月4日至7日的沙塵天氣過程，持續時間約88小時，PM10濃度峰值為1346μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（150μg/m3）7.97倍；PM2.5 濃度峰值為 445μg/m3，超過國家環境空氣質量日均值二級標準（75μg/m3）4.93倍。沙塵天氣對5月份PM10、PM2.5濃度的絕對貢獻達28μg/m3和 6μg/m3。對 PM10 、PM2.5 年均濃度的絕對貢獻達 4μg/m3和 1μg/m3。

從每次的沙塵影響過程和對月均值的絕對貢獻、年均值的絕對貢獻分析可以看出，沙塵天氣對濟源市環境空氣質量中的PM10濃度影響最為顯著，而對PM2.5濃度的影響并不明顯。這說明每次沙塵過程主要是由大顆粒物組成。其次，沙塵天氣對濟源市的污染天數影響比較突出，輕度以上污染天數顯著增加。

[1]環境保護部環辦監測[2016]120號，關于印發《受沙塵天氣過程影響城市空氣質量評價補充的規定》的通知[K].

[2]李亮.2005-2010年沙塵天氣影響我國城市環境空氣質量分析[J].中國環境監測，2013,29（3）：15-19.

[3]GB3095-2012，《環境空氣質量標準》[S].

[4]HJ663-2012，《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》[S].

[5]陳躍浩，高慶先等.沙塵天氣對大氣環境質量影響的量化研究[J].環境科學研究，2013，26（4）：364-369.

[6]李錦倫.沙塵暴對黃石市環境空氣質量的影響及應對措施[J].環境科學與技術，2003，26增刊：47-49.

[7]徐鳴.一次特大沙塵暴對烏魯木齊市環境空氣質量的影響分析[J].干旱環境監測，2002，16（3）：139-144.