大連大氣污染物特征與氣象要素的聯(lián)系

張曉峰

摘 要：根據(jù)2018年大連市大氣污染物類別與同期氣象觀測資料，對大連市污染物出現(xiàn)與氣象要素之間的關(guān)系進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：大連市2018年空氣質(zhì)量整體較好，空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)占86.8%，O3濃度的季節(jié)變化為春季最高、冬季最低，其他污染物濃度變化為冬季最高，夏季最低。

關(guān)鍵詞：大連市；大氣污染物；氣象因子；相關(guān)性分析

中圖分類號：S161 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515060

前言

隨著遼寧省近年來進(jìn)行的大氣污染防治一系列舉措，采暖期的污染水平較歷史同期已經(jīng)有了明顯的緩解，但SQ2、NO2、O3、CO和可吸入顆粒物（PM2.5、PM10）仍然是影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要污染物，而大氣污染特征和氣象要素有著密切的聯(lián)系，對生態(tài)環(huán)境的危害以及人類生產(chǎn)生活和人體健康造成嚴(yán)重，現(xiàn)已成為環(huán)境學(xué)家研究的熱點(diǎn)[1，2]，現(xiàn)已通過測定6項(xiàng)污染物濃度大小來衡量城市環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)良度[3，4]。

遼寧省位于溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)雨熱同季、四季分明。從季節(jié)上看，春季為3—5月，冷暖空氣交替頻繁，常出現(xiàn)南北大風(fēng)；夏季為6—8月，高溫高濕、雨量充沛、日照豐富；秋季為9—11月，西北風(fēng)增強(qiáng)溫度下降；冬季為12月—次年2月，溫度偏低、降水和日照數(shù)偏少。總體來說，夏秋季大氣擴(kuò)散較好，春冬季擴(kuò)散條件相對較差。

大連市為遼寧省下轄地級市，別稱濱城，位于遼寧省遼東半島南端，因地理?xiàng)l件兼有海洋性氣候特點(diǎn)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，降雨集中，季風(fēng)明顯，所以大連市氣象條件與遼寧省其他城市有所差別，大氣污染物特征也有所偏差。

1 研究方法

1.1 空氣質(zhì)量實(shí)況數(shù)據(jù)與預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)

使用2018年大連市空氣污染物實(shí)測數(shù)據(jù)與遼寧省氣象部門給出的氣象要素實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.2 大氣污染物和氣象數(shù)據(jù)來源

大氣污染物數(shù)據(jù)主要來自大連市空氣質(zhì)量[5]國控點(diǎn)位實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中包括：SQ2、NO2、O3、CO、PM2.5和PM10，在線監(jiān)測使用設(shè)備均為美國熱電公司生產(chǎn)的環(huán)境設(shè)備，國控站點(diǎn)運(yùn)維為國家環(huán)境監(jiān)測總站指定第三方、采用標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維守則和規(guī)范，以減少監(jiān)測設(shè)備造成的系統(tǒng)誤差。

氣象數(shù)據(jù)主要來源于東北氣象中心在大連市安設(shè)的氣象參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，并與遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心簽訂協(xié)議，實(shí)時(shí)將采集數(shù)據(jù)通過氣象專網(wǎng)傳送到對方服務(wù)器中，站點(diǎn)運(yùn)維同樣為專人指定，定期進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，可以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 空氣質(zhì)量各級別占比

2018年大連市大氣各項(xiàng)污染物占比分別為PM2.5占比12.1%、PM10占比13.4%、O3占比41.1%、NO2占比4.4%，另外SQ2與CO并未作為首要污染物出現(xiàn)，優(yōu)良天沒有首要污染物占比29%。

從以上數(shù)據(jù)可知，大連市污染物特征為：以O(shè)3為主的污染占比重較大，而O3污染則主要發(fā)生在4—10月，是大連市比較常見的一種污染類型；而可吸入顆粒物（PM2.5和PM10）污染則多發(fā)于11—12月及第2年的1—3月，發(fā)生原因多為供暖燃煤及焚燒秸稈導(dǎo)致的。

2.3 氣象要素分析

由于大連市的地理?xiàng)l件導(dǎo)致早晚溫差不大，月均溫度在-7～26.6℃之間。已有研究結(jié)果表明，O3的產(chǎn)生主要來自于光化學(xué)反應(yīng)[6]，O3濃度變化速率與太陽紫外線輻射強(qiáng)度、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCS）及NOX等物質(zhì)密切相關(guān)[7]。大連市夏季沿海太陽光照強(qiáng)烈，加之海水反射紫外線促進(jìn)臭氧生成，所以導(dǎo)致O3污染頻發(fā)。

因?yàn)榇筮B受海陸風(fēng)作用，全年濕度維持在50%以上、風(fēng)速月均值在6m/s以上，濕度趨勢為“兩谷夾一峰”，夏季地面濕度最高而春季和冬季濕度最低；風(fēng)速則正好相反，夏季地面風(fēng)速較低，冬春季風(fēng)速較高。

從大連市全年的O3污染趨勢看，O3發(fā)生的條件與溫度有正相關(guān)性、與濕度、風(fēng)速具有反相關(guān)性，溫度越高O3污染越容易產(chǎn)生，濕度越大、風(fēng)速越高O3越不容易形成污染。

3 總結(jié)

大連市2018年整體空氣質(zhì)量較好，優(yōu)良天數(shù)比例為86.8%，首要污染物以O(shè)3為主占比41.1%，可吸入顆粒物污染占比為25.5%，僅采暖季和夏季出現(xiàn)中度及以上污染，污染類型較為簡單；大連市O3污染與溫度、風(fēng)力等氣象要素有關(guān)，可吸入顆粒物污染與濕度、風(fēng)力等氣象要素有關(guān)；因大連市本地排放量和氣候特征等因素影響，當(dāng)?shù)豊O2、SQ2與CO污染較輕，成為首要污染物發(fā)生率較低；大連市O3為首要污染物占比較大的為5—9月，春季則很少發(fā)生。而7月份雖然溫度較高、太陽輻射強(qiáng)烈，但因雨水充足、地面濕度較大，所以O(shè)3污染反而有所下降；大連市雖然O3作為首要污染物頻繁出現(xiàn)，但因?yàn)楸镜負(fù)]發(fā)性有機(jī)物（VOCS）及NOX等物質(zhì)排放量較低，所以污染物濃度不高，不會造成較重的污染過程。

參考文獻(xiàn)

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