河北廊坊市2018年PM_2.5質量濃度變化特征分析

高清泉 高清源 紀詩璇 沈芳

摘要 利用廊坊市氣象信息共享平臺公布的PM2.5質量濃度的實時觀測數據，首次完成對2018年廊坊市區PM2.5的質量濃度變化情況分析。結果表明：廊坊市2018年PM2.5污染情況相比往年持續有所好轉。

關鍵詞 廊坊;PM2.5;變化特征;大氣污染

中圖分類號：X513 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0166–02

空氣質量與人們生活、身體健康息息相關[1]。近年來，我國中東部地區空氣重污染現象雖然有所改善，但是仍呈現出復合性、區域性、周期性等特征，引起政府和公眾的廣泛關注[2]。在空氣中，存在的可吸入顆粒物容易被人體吸收，因呼吸系統中積累而引發多種疾病[3]。研究表明，PM2.5是造成空氣重污染的罪魁禍首[4-5]。PM2.5在地球大氣組成中含量很少，但對空氣環境污染和人體健康危害產生重要影響，PM2.5屬于一類大氣污染物。

1 資料選取與研究方法

1.1 數據來源

數據采用廊坊市氣象信息共享平臺（http：//10.48.36.193/）公布的廊坊市2018年1月1日～12月31日逐時、逐日PM2.5質量濃度的實時觀測數據。本研究首次完成對廊坊市區PM2.5的質量濃度分星期的日變化分析，選擇人們的生活方式有所不同的工作日與周末分開討論研究，有利于人們根據污染特征選擇出行和開展戶外活動，分星期日的變化特征顯得更加重要。且分析了日變化、季節變化特征，數據來源于廊坊大氣成分站。

1.2 觀測站點

觀測站點位于廊坊市國家氣象觀測站的建筑樓頂，位于廊坊市京津線廊坊南北史家務鎮，東經116°42′，北緯39°30′，海拔為12.7 m，距離交通主干線200 m，代表廊坊市典型的大氣環境，可以較好地反映區域污染傳輸特征。

1.3 觀測儀器

觀測儀器采用安徽藍盾光電股份有限公司生產的β射線法大氣顆粒物監測儀（以下簡稱監測儀）?；炯夹g指標：測量范圍（0～1 000） μg/m3或（0～10 000） μg/m3;最低檢測線≤2 μg/m3;最小顯示單位為0.1 μg/m3;標準模重現性≤±2%標準值;儀器平行性≤±7%;采樣流量偏差為16.67 L/min±2%。監測儀每年完成一次廠家標準校正測試，恒流穩定性高，觀測精確，可以完成單點校準和多點校準。

監測儀利用β射線作為輻射源，采用恒定流量抽氣，大氣中的懸浮顆粒吸附在β源和探測器之間的濾紙表面抽前后探測器對β射線計數值的改變反映了濾紙上吸附顆粒物質量。根據抽氣體積，可以換算單位體積空氣中懸浮顆粒的濃度。該設備主要用于測量大氣中可吸入顆粒物PM10和PM2.5。

2 結果與分析

2.1 逐時數據總體分析

目前，我國空氣污染指數包括二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物或總懸浮顆粒物。2012年國務院新修訂《環境空氣質量標準》，將PM2.5監測指標加入污染指數項目。PM2.5作為一種重要的懸浮顆粒物，現階段對人們健康影響很大。為更加直接了解PM2.5的全年定量污染特征，總體分析逐小時數據。統計發現，PM2.5逐時濃度值ρ（PM2.5）<35 μg/m3，占總體樣本數據的42.2%;35 μg/m3≤ρ（PM2.5）<75 μg/m3，占總體樣本數據的36.4%;75 μg/m3≤ρ（PM2.5）<115 μg/m3，占總體樣本數據的12.1%;115 μg/m3≤ρ（PM2.5）<150 μg/m3，占總體樣本數據的5.5%;150μg/m3≤ρ（PM2.5）<250 μg/m3，占總體樣本數據的4.1%;ρ（PM2.5）>250 μg/m3，占總體樣本數據的0.5%。

因此，全年逐小時PM2.5濃度分布在75 μg/m3以下，優良等級占樣本數據的78.6%，達到一半以上，具有一定的參考性。根據全年逐時污染物統計得知，PM2.5作為首要污染物之一，占比達到33.1%。PM2.5對空氣污染指數（AQI）影響至關重要（圖1）。

2.2 全年數據變化特征

逐時數據可以直觀地了解PM2.5質量濃度實時動態變化，為更好地了解廊坊市區PM2.5全年的變化趨勢，進一步探究數據的集中趨勢，分析2018年PM2.5質量濃度日平均濃度變化（圖2）。由圖2可以發現，質量濃度分布呈現“雙峰”特征，污染天數共72 d，輕度污染38 d，中度污染24 d，重度污染及嚴重污染10 d。其中，污染天主要分布在上半年3月、4月及下半年11月、12月。3月、4月有5 d，PM2.5質量濃度日平均超過150 μg/m3。自2000年以來，廊坊地區沙塵天氣，近5年來維持在平均5 d左右，主要在春季沙塵較多，其中4月達到1.3 d;11月、12月有5 d，PM2.5質量濃度日平均超過150 μg/m3，包括一次嚴重污染天氣達到289 μg/m3，主要考慮北方供暖方式也會加重空氣污染。

根據國家環境空氣質量標準《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）劃分日平均質量濃度。其中，達到國家一級標準[ρ（PM2.5）<35 μg/m3]，污染等級“優”的共144 d;達到國家二級標準[35 μg/m3≤ρ（PM2.5）<75 μg/m3]，污染等級“良”的共152 d，輕中度污染天數62 d，重度污染天數7 d。2018年PM2.5質量濃度年平均為53.1 μg/m3，比較2019年河北省廊坊環境監測中心發布的《廊坊市環境質量概要（2018年）》數據顯示，PM2.5年均濃度值為52 μg/m3，質量濃度值基本一致。PM2.5濃度與2017年相比下降了13.33%，PM2.5超標0.48倍，空氣質量綜合指數5.94，與2017年同期相比下降了10.14%，說明2018年廊坊市區大氣中PM2.5污染情況良好。

2.3 季節日變化特征

按照春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月至次年2月）分析PM2.5質量濃度季節變化特征。不同季節的日變化（圖3）強度特征呈現出冬季>秋季>春季>夏季。由圖3可知，一年中四季的PM2.5質量濃度的日變化特征規律呈現“W”型。00：00～05：00，秋季PM2.5質量濃度持續下降，春季、夏季、冬季PM2.5質量濃度保持相對穩定的狀態;06：00～08：00，PM2.5質量濃度開始逐漸增加;08：00左右達到峰值，后急劇下降;15：00左右出現谷值，四季中下午的濃度都保持在低濃度水平;17：00之后，PM2.5質量濃度開始急劇上升;21：00左右達到峰值，之后呈緩慢下降趨勢或相對穩定狀態。

秋季與冬季的日變化趨勢相似，但是峰值和谷值出現的時刻有所區別。秋季變化存在兩個較大谷值，分別在05：00與14：00，但是冬季只有一個谷值，在15：00左右。日變化范圍更大，冬季的曲線變化在10：00之前變化相對平緩。秋冬季節PM2.5質量濃度日變化范圍較大，呈現夜間濃度大于白天濃度，主要原因考慮秋冬季采暖方式和節空氣較為干燥，夜間多晴朗天氣，氣溫低，大氣層結相對穩定，形成逆溫現象，不利于PM2.5的稀釋與擴散。

3 結語

2018年廊坊市區PM2.5質量濃度年平均值為53.1 μg/m3，相較于《廊坊市環境質量概要（2018年）》公布的PM2.5年均濃度值為52 μg/m3，質量濃度值基本一致。PM2.5空氣污染較往年持續呈好轉態勢。PM2.5質量濃度逐小時分布在75 μg/m3以下，優良等級占樣本數據的78.6%，達到一半以上。PM2.5作為首要污染物之一，占比達到33.1%，PM2.5對空氣污染指數的（AQI）影響至關重要。季節變化特征呈現冬季>秋季>春季>夏季。

參考文獻

[1] 任陣海，萬本太，蘇福慶，等.當前我國大氣環境質量的幾個特征[J].環境科學研究， 2004（1）： 1-6.

[2] 李令軍，王英，李金香，等.2000～2010北京大氣重污染研究[J]. 中國環境科學， 2012， 32（1）： 23-30.

[3] 曲曉黎，付桂琴，賈俊妹，等.2005—2009年石家莊市空氣質量分布特征及其與氣象條件的關系[J]. 氣象與環境學報， 2011， 27（3）： 29-32.

[4] Chak K. C X Yao X H. Air pollution in mega cities in China[J]. Atmospheric Environment， 2007， 42（1）： 1-42.

[5] Sun Y L，Zhuang G S，Tang A A，et al. Chemical characteristics of PM2.5 and PM10 in haze-fog episodes in Beijing.[J]. Environmental science & technology， 2006， 40（10）： 3148-3155.

責任編輯：黃艷飛

Analysis on the Charact-eristics of PM2.5 Mass Concentration Changes in Langfang， Hebei in 2018

GAO Qing-quan et al （Langfang Meteorological Bureau， Langfang， Hebei 065000）

Abstract Based on the real-time obser-vation data of PM2.5 mass concentration released by Langfang meteorological information sharing platform， the mass concentration change of PM2.5 in Langfang City in 2018 was analyzed for the first time. The results show that the PM2.5 pollution situation in Langfang City in 2018 has continued to improve compared with previous years.

Key words Langfang; PM2.5; Change ch-aracteristics; Air pollution

基金項目 廊坊市科學技術局“基于小波分析的廊坊空氣質量評價研究”（2019013084）。

作者簡介 高清泉（1990-），男，山東濰坊人，助理工程師，主要研究方向：大氣探測與環境氣象。*通信作者：高清源（1986-），男，遼寧鞍山人，工程師，主要研究方向：環境氣象與天氣預報。

收稿日期 2021-04-15