樂平工業園區污染擴散的大氣環境場特征分析

陳鳳英 陳鮑發

摘? 要：工業園區對于地區經濟建設非常重要，但是工業園區中如果不能做好環境保護，那么其所產生的污染也會帶來較為巨大的影響，為了更好的促進工業園區的發展，需要對工業園區污染擴散的大氣環境場特征。文章分析了樂平工業園區污染物對城區擴散影響的大氣環境場特征，為針對性的開展污染氣象服務提供了參考。

關鍵詞：工業園;污染擴散條件;逆溫;干蓋

中圖分類號：X823 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）32-0058-02

Abstract： The industrial park is very important for the regional economic construction， but if the environmental protection can not be done well in the industrial park， then its pollution will also bring a greater impact， in order to better promote the development of the industrial park， it is necessary to study the characteristics of atmospheric environmental field of pollution diffusion in industrial park. In this paper， the atmospheric environmental field characteristics of the effects of pollutants on urban diffusion in Leping Industrial Park are analyzed， which provides a reference for the development of pollution meteorological services.

Keywords： industrial park; pollution diffusion condition; inverse temperature; dry cover

1 問題起源與數據來源

江西樂平工業園是江西38家重點工業園之一，地處樂平市區東、南郊約3km，組建于2003年5月，是樂平市財稅大戶，2015年實現工業產值319億元，上交稅收11億元。但由于化工廠較多，廢氣排放導致異味，近年來在刮南風天氣下，樂平城區的空氣中有時彌漫著類似臭雞蛋氣味，特別是2015年8月1日20時前后，受穩定的天氣形勢影響，城區臭味經久不散，直接導致受影響居民上街游行的群體事件。為此樂平市市委、市政府加大投入，控制排放，以解決工業園的污染問題，2016年2月，樂平市塔山工業園區專業氣象臺成立，為工業園區內企業生產提供氣象保障服務和合理安排生產建議。

是什么氣象原因導致城區異味，國內有許多專家進行過污染氣象特征的研究[1-5]，來看下2015年8月1日20時的大氣環境條件，從南昌探空觀測（也稱Tlogp圖）700hPa以下至地面均為西南風或南風，且溫度曲線與露點曲線在700hPa以下表現為“X”型結構，即近地面層與700hPa有明顯的干層（如圖1）。低空上下一致的偏南風有利于工業園區的污染物向城區輸送，而干層導致大氣穩定，對流發展受抑制，空氣擴散不暢，使得來自園區的污染物擴散不出去，污染程度不斷加劇，導致城區異味事件。

為研究城區異味發生的大氣環境條件，2017年12月～2018年1月、2018年6月～8月，江西省氣象科學研究所、景德鎮市氣象局、樂平市氣象局在城區南側的樂平工業園區管委會進行了異味觀測實驗。其實施方法為，將每天觀測人員分為5組，分別進行獨立觀測，每組記錄下早晨8時前后、晚20時前后有無異味，如有則根據感覺微弱（1級）、容易感覺（2級）、感覺強烈（3級）進行分級。如有3組或以上重復觀測到異味，定義為有異味，這些重復時段觀測到異味最高級別為異味級別。經過對觀測數據進行篩選，得到表1。

2 異味時段的Tlogp特點

2.1 冬季Tlogp

從冬季觀測到的有異味時段的Tlogp（南昌）上看到，都存在逆溫或“干蓋”。逆溫與“干蓋”不利于對流的發展，排放的氣體空氣流通、擴散不暢，易形成污染導致異味。

2017年12月5日20時Tlogp上，1000hPa與925hPa之間露點迅速減小，溫度露點差由底層的6℃增至32℃（953hPa），表明這二層之間存在明顯的干層，即“干蓋”。與之類似，2017年12月06日20時925hPa、2017年12月07日08時925hPa、2017年12月09日20時850hPa、2017年12月10日20時800hPa附近、2018年01月16日08時925hPa、2018年01月18日08時925hPa均存在不同程度的“干蓋”。

而幾乎所有的異味時段在底層均有不同程度的逆溫。其中，2017年12月28日08無“干蓋”，在1000～850hPa氣溫變化小，雖然逆溫不明顯，但氣溫無變化層厚度達1.5km。2018年01月04日08無“干蓋”，在950～925hPa、925～850hPa有二層逆溫，逆溫強度強，最大逆溫差達8℃，逆溫層厚達1.5km。

2017年12月09日20時有多層逆溫，1000hPa、925～850hPa、700hPa有三層逆溫，且逆溫層較厚。2017年12月10日20時1000hPa、850～700hPa有二層逆溫，且850～700hPa的逆溫層厚度達1.5km。2018年01月18日08時在700hPa、1000～925hPa有二層逆溫。從異味觀測數據顯示，這3天工業園區異味最明顯，達3級，而Tlogp上不僅有明顯的“干蓋”，而且存在多層逆溫，表明逆溫與“干蓋”制約了空氣流通與垂直交換，污染物不易擴散而堆積導致異味趨于嚴重。

2018年01月16日08時在1000～925hPa存在逆溫。2017年12月5日20時、12月06日20時、2017年12月07日08時在1000hPa附近存有淺層逆溫。

由此可見，冬季工業園區出現明顯異味與大氣的垂直結構有關，當有逆溫或“干蓋”時，污染物擴散不利，當即有“干蓋”又有明顯逆溫時，異味趨于嚴重。

2.2 夏季Tlogp

夏季工業園區有異味時，Tlogp上基本無逆溫現象，但不同高度上存有不同程度的干層。2018年06月19日08時，干層位于850hPa，底層南風1m/s。2018年06月27日08時，干層位于850hPa～400hPa，底層西南風4m/s。2018年06月28日08時，干層位于700hPa，且在700hPa有較淺的逆溫層，底層西南風4m/s。2018年08月03日08時，干層位于700hPa，底層西南風1m/s。2018年08月21日20時，干層位于700～600hPa，底層東北風1m/s。2018年08月22日08時，干層位于700～600hPa，底層南風東北風1m/s。

可以看到，工業園管委會有異味時，在夏季上空的干層比冬季明顯偏高，而且逆溫現象幾乎不存在，僅在6月28日08時700hPa有很薄的淺層逆溫。

而500hPa以下多為水汽飽和層，無明顯干層的也有4個過程。2018年06月19日20時，水汽飽和層伸展至600hPa以上，底層東南風2m/s;2018年06月20日08時水汽飽和層伸展至600hPa以上，底層西北風4m/s;2018年06月20日20時水汽飽和層伸展至400hPa，底層北風2m/s;2018年07月07日20時水汽飽和層伸展至500hPa以上，底層南風1m/s。

由此可見，夏季工業園區有異味時，風場上，底層多為偏南風，由于管委會位于園區以北，南風將污染物向北輸送，易有異味發生?；蛑袑?00hPa附近有干層，中層偏干，在輻合上升運動不強時有抑制對流發展的作用，污染物擴散不暢。也有風場上底層為偏北風，此時Tlogp圖上850hPa以下均為偏北風，且均為水汽飽和層，中低層以下為層結穩定結構，擴散條件差。此時地面風場弱，如有一定的南風擾動，污染物也會聚積到城區，從而導致異味發生。

3 結論

從以上分析可以看到，冬季的逆溫與“干蓋”的環境條件是導致城區異味發生的主要原因。而夏季則較為復雜，逆溫原因減弱，此時風場上，底層多為一致偏南風，中層偏干，或中低層以下為層結穩定結構，地面風場弱，擴散條件差，當有偏南風擾動，城區也可能受到異味的困擾。

參考文獻：

[1]蔣海貴，朱零陵.安慶市污染氣象特征的初步分析[J].安徽師大學報，1987（2）：75-83.

[2]李明高，李松炳，周超平.大氣環境影響評價中污染氣象分析[J].環境科學與技術，2009，32（2）：186-188.

[3]程琳芳.大氣污染氣象學[J].福建環境，1994，11（3）：32.

[4]張波，楊柏生.高濃度污染氣象條件的成因分析及預報方法[J].四川氣象，1995，15（3）：15-18.

[5]沈鐵元，楊維軍.湖北省城市空氣污染氣象條件預報模式[J].湖北氣象，2000（3）：31-33.

作者簡介：陳鳳英（1981-），女，本科，工程師，研究方向：天氣預報與管理等。

通訊作者：陳鮑發（1972-），男，本科，高級工程師，研究方向：天氣預報與相關科研工作。