呼和浩特市PM2.5和PM10濃度特征分析

范曉黎，王小妍，閆海霞

（內蒙古自治區環境監測總站呼和浩特分站，內蒙古呼和浩特010030）

前言

造成大氣污染的重要成分是大氣顆粒物，并且成為我國許多城市大氣污染的首要污染物。根據大氣中顆粒物的粒徑大小，又劃分出可吸入顆粒物（PM10）和細顆粒物（PM2.5），PM10是指空氣動力學直徑≤l0μm 的顆粒物，也被稱為漂塵；PM2.5是指空氣動力學直徑≤2.5μm 的細顆粒物[1]。近年來，多方研究表明PM2.5與PM10的比值存在統計學意義，PM2.5在PM10中占有很大的比例。相對于PM10，PM2.5的粒徑小、面積大、更易吸附各種物質，且PM2.5在大氣中的停留時間較長、輸送距離遠，對人體健康及區域大氣環境有重要的影響，是當前大氣污染重點研究的課題[2]。

世界各國都分別制定了不同的關于PM2.5和PM10的環境質量標準，美國是率先制定PM2.5環境標準的國家；我國起步相對較晚，于2012年制定了新的《環境空氣質量標準》（GB3095-2012)，并于2016 年開始執行。其中規定PM2.5年平均一級標準為15μg/m3，二級標準為35μg/m3；PM10年平均一級標準為40μg/m3，二級標準為70μg/m3[3]。根據2018 年呼和浩特市環境質量公報，全市8 個環境空氣自動站點監測結果（扣除沙塵影響）顯示：呼和浩特市PM10年平均濃度為86μg/m3；PM2.5年平均濃度為36μg/m3[4]。

本文針對2019 年呼和浩特市冬季M2.5和PM10的污染特征進行初步分析，深入了解PM10和PM2.5污染狀況，為呼和浩特市大氣污染防治提供科學依據。

1 數據來源

1.1 監測點位

2019年，呼和浩特市城區設有國控自動監測站點8個，分別為糖廠、小召、興松小區、二十九中、如意水處理廠、工大金川校區、呼市一監、化肥廠生活區。

1.2 監測儀器

監測儀器采用EC 環境空氣自動監測儀、美國熱電顆粒物自動監測儀、美國METONE顆粒物自動監測儀、粒徑頻譜儀等。

1.3 數據選取

數據選取時段為2019年全年，呼和浩特市8 個國控自動監測站點每日PM2.5和PM10監測結果。

2 結果與討論

2.1 PM2.5和PM10的月均濃度分析

呼和浩特市2019年PM2.5和PM10的月均濃度變化如圖1 所示。從圖上可以看出，PM2.5和PM10的變化呈正相關，且秋冬季偏高，春夏季偏低，呈現明顯的季節變化規律。PM2.5月均濃度最高為78μg/m3，PM10月均濃度最高為104μg/m3，均出現在12月，超過國家《環境空氣質量標準》二級標準限值。

圖1 呼和浩特市2019年PM2.5和PM10月均濃度變化

2.2 PM2.5和PM10的污染天數統計

從表1 可以看出2019 年呼和浩特市PM2.5、PM10超標情況。其中PM2.5年均值38μg/m3，最大值297μg/m3，超過《環境空氣質量標準》二級標準，最小值2μg/m3，全年超標率10.68%；PM10年均值77μg/m3，最大值650μg/m3，超過《環境空氣質量標準》二級標準，最小值3μg/m3，全年超標率8.49%。

表1 呼和浩特市2019年PM2.5 PM10超標情況

按照《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633-2012）中的PM2.5、PM10分級日均濃度限值，分別統計各級別濃度的對應天數和比例，結果見表2。

表2 呼和浩特市2019年PM2.5和PM10分級統計結果

統計結果顯示, 呼和浩特市2019 年PM2.5一級天數和二級天數的分別占62.74%和26.58% ，三級（輕度污染)所占比例為7.67% ，四級（中度污染）占1.64%，五級（重度污染）占1.37% ，六級（嚴重污染)為0。

各級別天數由多到少依次為：一級(優)、二級(良)、三級(輕度污染)、四級(中度污染)、五級(重度污染)。

呼和浩特市2019 年PM10一級天數和二級天數的分別占40.55%和50.96%，三級（輕度污染) 所占比例為7.12% ，四級（中度污染）占0.82 % ，五級（重度污染）為0 ，六級（嚴重污染)為0.55%。各級別天數由多到少依次為：二級(良)、一級(優)、三級(輕度污染)、五級(重度污染)、四級(中度污染)。

2.3 PM2.5和PM10的比值特征與相關性分析

用2019年全年PM2.5和PM10日均值數據做相關性分析，得到相關系數0.817，可以知道呼和浩特市PM2.5和PM10污染有很強的相關性。從圖2也可看出PM2.5和PM10污染的正相關性。

圖2 呼和浩特市2019年全年PM2.5和PM10的線性關系

根據最小二乘法做全年PM2.5和PM10的回歸方程，得到線性方程PM2.5=0.4515PM10+3.0568，R2=0.6675。可以看出PM2.5和PM10的分布基本呈線性相關性。

3 結論

呼和浩特市2019年PM10和PM2.5的濃度呈正相關，且PM2.5/ PM10的占比達到48%。呈現春夏低、秋冬高的特征。空氣中PM2.5超標率略高，但“優”“良好”天數較多；全年出現兩天PM10嚴重污染，沒有出現PM2.5重度污染天氣。因此，基于以上分析，未來呼和浩特市改善空氣質量的重點在于控制PM10，考慮到PM10和PM2.5的相關性，聯合治理、綜合管控是提高空氣質量的關鍵。