宜昌市城区典型灰霾日PM25污染特征研究

谢伶莉等

摘要：对2013年白龙岗站点自动监测数据和手工采集的PM25中水溶性阴离子进行了分析，结果表明：宜昌市城区灰霾发生频率较高，PM25为首要污染物，冬季灰霾天数和PM25月均值最高，夏季最低；在典型灰霾日，PM25、PM10、SO2和NO2具有相同的变化趋势，在污染物排放总量不改变的情况下，短暂降雨难以从本质上改变灰霾状态；NO-3和SO2-4是PM25中的主要水溶性离子，其灰霾日的质量浓度高于非灰霾日，工业区高于商业区；灰霾日NO-3/ SO2-4的比值大于非灰霾日，机动车尾气对灰霾的形成影响较大。

关键词：空气质量；灰霾；PM25；污染特征

1引言

灰霾是气溶胶细颗粒在不利气象条件下形成的一种复合型污染现象，其最直观表现是造成大气混浊、视野模糊、水平能见度恶化，对人体健康危害极大[1～3]。自2012年实施新《环境空气质量标准》（GB3095-2012）以来，全国各地空气质量自动监测结果及AQI不容乐观。环保部发布的《2013年上半年全国环境质量状况》显示，“三步走”实施方案中的京津冀、长三角、珠三角等“第一步”实施城市超标天数比例为452%，首要污染物为PM25的天数占污染总天次的634%。可见PM25是评价灰霾复合型污染的一个主要特征量。

宜昌市作为国家环保模范城市和重点城市，属于“第二步”实施地区，自2013年起实施新标准。目前，关于宜昌市执行新空气质量标准以来的灰霾研究文献较少，该研究对白龙岗国家站点试运行获取的自动监测数据进行统计，对灰霾日和非灰霾日手工采样获取的PM25中水溶性阴离子采用离子色谱法进行分析，探讨宜昌市城区PM25总体变化规律及典型灰霾日污染特征。

2PM25总体变化规律

白龙岗站点（按照新空气质量标准建设）2013年1月1日～12月31日试运行的自动监测数据显示宜昌市城区首要污染物为PM25，其超标天数占有效监测天数的比例为547%。如图1所示，宜昌市城区灰霾发生频率较高，其中：冬季（12月、1月、2月）、3月和10月属于灰霾频发期，因降水频次较少和不利扩散气象条件所致，超过一半的天数出现灰霾；春季（4月、5月）和秋季（9月、11月）次之，有超过1/3的天数出现灰霾；夏季因降雨和雷暴天气增多，灰霾出现较少，7月和8月发生频率最低，与付晓辉[4]等对宜昌市近53年（1955～2007 年）霾月际变化规律的研究结果基本一致。

5结语

（1）宜昌市城区灰霾发生频率较高，首要污染物为PM25，其中：冬季（12月、1月、2月）、3月和10月属于灰霾频发期，因降水频次较少和不利扩散气象条件所致，超过一半的天数出现灰霾；春季（4月、5月）和秋季（9月、11月）次之，有超过1/3的天数出现灰霾；夏季因降雨和雷暴天气增多，灰霾出现较少，7月和8月发生频率最低。

灰霾天数与PM25监测结果超标天数成线性正相关，以PM25超标代表灰霾具有显著意义。PM25月均值出现峰值的时间与灰霾发生频率的峰值时间相对应。

（2）在典型灰霾日，短期降雨等有利气象条件对灰霾的改善具有一定的作用，但具有局限性，由于空气中大量污染物的长时间积累，在污染物排放总量不改变的情况下，降雨难以从本质上改变灰霾状态，一旦停雨立即反弹。

PM25与PM10具有同规律变化趋势，PM25/PM10为074～096，高于同期北京的比值，与武汉相近，PM25成为PM10的重要组成部分。

SO2和NO2日均浓度均较高，超标率分别达81%和56%，峰值变化趋势与PM25基本一致。30日最大8h平均值有虽有小幅度波动，但均低于标准限值，可能与冬季太阳辐射强度低有关。

（3）灰霾日PM25主要来自人为污染源。硝酸盐和硫酸盐是PM25中的主要水溶性离子，其灰霾日的质量浓度高于非灰霾日；工业区硝酸盐和硫酸盐的质量浓度均高于商业区；灰霾日硝酸盐/硫酸盐的比值大于非灰霾日。

宜昌市呈现出工业污染和机动车尾气污染的复合污染特征，且机动车尾气污染所占的比重相对较大。尤其是灰霾日硝酸盐/硫酸盐的比值接近1，机动车尾气对灰霾的形成影响较大。机动车尾气和固定污染源应作为宜昌市大气细颗粒物污染防治的重点。

因该研究暂未对PM25中其它组分进行分析，缺乏相关数据开展进一步源解析，这将成为下一步的研究重点，以期为宜昌市城区灰霾污染的防治提供具有指导性的支撑作用。

参考文献：

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[4] 付晓辉，肖刚，姜玉印，等近53年宜昌市霾的演变特征及气象因子诊断[J]长江流域资源与环境，2010，19（2）：164～168

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[6] 湖北省环境保护厅2013年上半年湖北省环境质量状况[R]武汉：湖北省环境保护厅公告，2013年第1号

[7] 岳玎利，谢敏，周炎，等环境空气质量新标准对珠三角区域空气质量评价的影响[J]中国环境监测，2013，29（5）：38～42

[8] HAN Q K，BIN Z，JI F S，et alAanlysis of a long-lasting haze episode in Nanjing，China[J]Atmospheric Research，2013，120：78～87

[9] 陈纯，朱泽军，刘丹，等郑州市大气PM25的污染特征及源解析[J]中国环境监测，2013，29（5）：47～52

Abstract： This article analyzes the data from air quality automation monitoring system in Bai Longgang and water soluble ions in PM25 by manual samplingin 2013The results indicate that smogappears frequently in Yichang City，and PM25is its primary pollutants；the smog frequency and PM25 value in winter are maximum，while in summer are minimum；PM25，PM10，SO2 and NO2 have the same variation trend；if total pollutant emissions are unchanged，smog can not beeliminated by short rains；NO3- and SO42-are the main water soluble ions，both of which concentration in smog daysare higher than in non-smog days，and inindustrial zoneare higher than in commercial district；NO3-/ SO42-in smog days is also higher in non-smog days；the off gases of motor vehicles have important influences on the smog formation

Key words：air quality；smog；PM25；pollution characteristicsendprint

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Key words：air quality；smog；PM25；pollution characteristicsendprint