加格达奇区空气质量变化规律及其影响因子分析

2014-09-02王林凤栗艳杰于淑静

黑龙江气象 2014年4期

王林凤，栗艳杰，于淑静，王英

（大兴安岭地区气象局，黑龙江大兴安岭 165000）

1 引言

加格达奇是大兴安岭地区的首府，本地大气质量直接反映了本区自然生态环境的好坏，特别是实施生态旅游、天然绿色食品战略以来，大气环境质量的变化直接影响到战略实施的质量和可持续发展问题，因此，准确及时掌握本地大气质量现状和变化规律，寻找出影响其质量的因素，并及时做出变化趋势预测并采取相应对策就显得极为重要。本文通过对大兴安岭地区大气环境监测站2000-2012年的大气中主要污染物浓度值监测数据的统计分析，归纳出了加格达奇区大气质量变化规律及其影响因子。

2 数据来源

本文采用1986-2012年加格达奇区环保局提供的空气质量日监测数据，对SO2、NO2、PM10 等污染物浓度的均值及超标天数等主要项目进行年际污染分析和时、日、月污染分析。 SO2，NO2和PM10 采用《环境空气质量标准》（GB3095-1996) 中的一级标准。

3 大气环境质量变化规律分析

应用加格达奇区1986-2012年大气总悬浮颗粒物监测数据和2000年2月-2012年8月的大气环境污染物日均值监测数据，分别对加区的空气质量、大气总悬浮颗粒物浓度、首要污染物、大气中的主要污染物SO2、PM10 的年、月、日浓度变化规律等进行了分析。

3.1 加格达奇区大气总悬浮颗粒物浓度分析

对1986-2012年大气总悬浮颗粒物监测数据分析（图1），自1987年以后大气总悬浮颗粒物呈逐年减少趋势，但不稳定，直到1997年以后才呈现出逐年稳定减少趋势。1989年至今，大气中总悬浮颗粒物一直小于0.5 mg/m3。

图1 1986-2012年大气总悬浮颗粒物年变化曲线

3.2 加区空气质量分析

2007年2月-2012年12月共获得大气污染物浓度日均值监测数据2 115 d，其中首要污染物SO2或PM10 浓度值<0.05 mg/m3（API 值≤50）为优级的天数1 362 d，为良级的561 d，为轻度污染级的192 d，分别占总监测日数的64%、27%、9%，三个等级月均天数比为19:10:1，由此可见加区的空气质量总体是非常优良的，但也存在一定的隐患。大气质量优良天主要出现在4-9月份，每年冬季采暖期轻度污染天气各月都有出现（图2），因此可以看到，冬季采暖产生的煤烟污染还很严重，是大气污染的主要污染源。

图2 轻度污染天气各月占比例

3.3 首要污染物浓度变化分析

通过对大气污染物SO2、NO2、PM10日均浓度值资料进行统计分析，可以看到，在监测总天数中，首要污染物主要是PM10，其次是SO2,NO2天数极少，可以忽略不计。其中PM10 为首要污染物的天数是SO2首要污染物天数的两倍。从月份分布上看，只有3-4月和9-10月两个时段SO2为首要污染物的天数超过或接近PM10 的日数，其它月份PM10 为首要污染物的天数均占绝对优势。

3.4 大气污染物浓度变化规律分析

3.4.1 SO2和PM10 浓度年变化分析

经过对大气污染物SO2和PM10日均浓度监测资料分析（图3），可以看到2002年和2004年大气中的SO2浓度年均值为0.041 mg/m3和0.043 mg/m3，2003年为0.055 mg/m3明显高于前后年份。 2003年以后呈现了明显的下降趋势。2002年和2003年大气中的PM10 的年均值分别为0.057 mg/m3和0.066 mg/m3，从2003年以后也呈明显下降趋势,这说明加区的大气质量正在进一步变好。

图3 空气污染物浓度值年变化

3.4.2 SO2和PM10 浓度月变化分析

通过大气中SO2和PM10 浓度月均值变化曲线（图4），可以看到3-10月SO2浓度月均值为0.024-0.034 mg/m3,PM10 浓度月均值为0.033-0.059 mg/m3,在这期间，污染物浓度值较小且变化比较平稳。进入冬季主采暖期后，大气中的SO2和PM10 含量开始明显增加，SO2浓度月均值上升到了0.048-0.063 mg/m3,PM10 浓度月均值上升幅度更为明显, 达到了0.083-0.112 mg/m3。每年1-2月间两种污染物浓度值达到最大。另外，还可以看到各月的PM10 浓度值都大于SO2浓度值，且差值在冬季主采暖期明显加大。 PM10浓度年均值比SO2浓度年均值高出0.019 mg/m3。

图4 历年SO2 和PM10 浓度月均值变化

3.4.3 采暖期和非采暖期SO2和PM10 浓度变化分析

通过对2003-2008年冬季主采暖期大气中SO2和PM10 浓度变化分析（图5），可以看到2004年采暖期SO2浓度均值比2003年有明显下降，整个采暖期平均值减少了0.033 mg/m3。 2004年PM10 浓度均值也比2003年明显减小，但减小幅度不如SO2大，整个采暖期平均减少了0.009 mg/m3。通过图5 可以看到大气污染物浓度值在逐年减小，且SO2减小的幅度值明显大于PM10 值。非采暖期大气中SO2和PM10浓度明显下降，年均值都小于0.041 mg/m3，均为优良级天气。

图5 采暖和非采暖期污染物变化趋势

3.4.4 大气中SO2和PM10 浓度日变化分析

通过对每日各定时监测数据分析，可以看到每日早晨7时污染物浓度开始增加，至8-10时达到最高值，然后逐渐回落，17-21时再次出现高值时段。SO2浓度日均值在0.01-0.15 mg/m3,PM10日均值在0.02-0.34 mg/m3。

4 大气中SO2 和PM10 浓度变化影响因子分析

空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响，总的来讲影响空气质量的主要因素有污染物质的排放以及气象条件。

4.1 污染源的影响

通过对加格达奇城区空气质量监测数据分析，API 高值出现在冬季，低值出现在夏季，反映了加格达奇市典型的煤烟型污染特点。API 在采暖季节高于非采暖季节，主要是因为在采暖期加格达奇周边的许多平房，冬季都需要靠燃煤取暖。冬季燃煤量的大大增加，加重城市的空气污染状况。

4.2 气象条件的影响

加区所在地理位置决定了它具有典型的局地气候特点，在不同的季节有不同的气象条件，决定了其天气过程有自己的特点。

首先夏季气温较高，混合高度也因而提高，有助于空气污染物的扩散，其次，夏季雨水丰富，有利于空气中污染物的清除;冬天则相反，主要的天气过程为冷空气入侵，地面天气形势表现为冷高压。冷空气入侵后，如果没有新的冷空气陆续补充，冷空气会逐渐变性，气温缓慢回升，天空晴朗无云，风力较小，夜间静风或微风，地面强烈辐射冷却，有时出现辐射逆温，城区则上层为辐射逆温，底层为混合层，冬季常出现此类的天气过程,再加上静风的天气发生频率增多，不利于污染物的扩散和降解。