大连市区空气中颗粒物（PM10和PM2.5）污染原因分析

阎守政，纪德钰，李 丹，苗书一，徐 洁

（大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023）

大连市区空气中颗粒物（PM10和PM2.5）污染原因分析

阎守政，纪德钰，李 丹，苗书一，徐 洁

（大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023）

2013年及2014年两年大连市污染天气中，首要污染物为PM2.5的天数占96%。2014年大连市区空气中可吸入颗粒物PM10的年均值为85 μg/m3，细颗粒物PM2.5的年均值为53 μg/m3，均超出国家标准限值。笔者通过对市区各监测点位颗粒物监测结果及典型污染过程进行分析，定性得出施工等引起的各类扬尘、机动车保有量的不断攀升、本地工业及冬季燃煤、不利的气象因素以及所处偏西和西南风向等造成了大连市区空气中颗粒物的污染。

PM10；PM2.5；污染日；污染原因

目前，我国空气中颗粒物尤其是细颗粒物的污染已经成为公众关注的焦点。卫星观测结果表明，我国30%的国土面积正遭受着灰霾的危害[1]，其中京津冀、长三角和珠三角等区域尤为严重，而大连市为西风或西南风向时，正处于京津冀的下风向，加上本地的污染，2013年及2014年两年大连市污染天气中，首要污染物为PM2.5的占96%。本研究主要就大连市区空气中颗粒物（PM10和PM2.5）的污染原因进行分析，以便为大连的环境管理提供基础依据。

1 监测及评价方法

1.1 监测点位布设

大连市区设置国控大气自动监测点位10个，分别为甘井子、周水子、星海三站、青泥洼桥、傅家庄、七贤岭、旅顺、金州、开发区和双D港。10个点位均位于《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中的二类环境空气功能区，其中甘井子及周水子为工业区，其余点位为居住区或商业交通居民混合区。

1.2 监测方法与监测质量控制

颗粒物监测仪器为美国赛默飞公司生产的热电5030－sharp颗粒物监测仪，采样方法为β射线与光散射结合。监测分析仪器每6个月进行一次流量校准和流量检查，使用标准膜进行标定，并且根据实际情况每两个月清洗一次采样头。

1.3 评价标准

环境空气质量评价标准采用《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）。空气质量指数（AQI）依据国家环境空气质量指数（AQI）技术规定（HJ 633-2012）计算。

2 颗粒物污染现状

2014年大连市区空气中可吸入颗粒物均值为85 μg/m3，超出二级标准0.21倍，细颗粒物均值为53 μg/m3，超出二级标准0.51倍，与上年相比，可吸入颗粒物和细颗粒物均基本持平。

2014年各监测点位PM10及PM2.5年均值如图1、图2所示：

图1 2014年各监测点PM10年均值对比

图2 2014年各监测点PM2.5年均值对比

从图1及图2可见，2014年可吸入颗粒物和细颗粒物年均值的最大值均出现在甘井子点位，分别为111 μg/m3和61 μg/m3，分别超出二级标准0.59倍和0.74倍，分别为最低点位均值的1.76倍和1.36倍，该点位周边工业污染源分布较多，说明局地的工业燃煤污染对细颗粒物有较大贡献。

旅顺点位位于大连市区的西南端，周边工业污染源较少，但处于大连市西或西南侧的京津冀、山东等区域传输的最前端。该点位2014年细颗粒物年均值为58 μg/m3，在10个监测点位中列第二位，说明区域性传输对细颗粒物影响较大。

3 颗粒物污染原因分析

3.1 扬尘污染源的影响

2014年大连城市道路维修43万m2，在改善人们出行条件的同时，维修过程中的扬尘污染对颗粒物的贡献亦不容忽视；近年来大连房地产开发施工面积均保持在6 000万m2以上，房屋拆迁扬尘、施工扬尘、堆场扬尘以及材料运输等导致的道路二次扬尘，均对颗粒物浓度有很大贡献。由2014年监测结果可见，监测点位周边施工工地较多的甘井子、周水子、七贤岭点位PM10监测结果高于其他点位。

3.2 机动车尾气排放的影响

相关研究表明，机动车尾气排放主要污染物有烟尘微粒、一氧化碳、有机碳、氮氧化物等，除烟尘微粒对颗粒物造成直接影响外，氮氧化物、一氧化碳、有机碳等可通过光化学反应形成二次粒子，故机动车尾气排放对颗粒物有一定影响[2]。大连市机动车保有量逐年递增，据统计2014年大连机动车保有量同比增加9%（辽宁省平均同比增长为5.8%），达到133万辆，机动车尾气排放对大连市区颗粒物造成的影响不容忽视。由于机动车污染相对冬季燃煤污染而言比较稳定，受季节的影响不明显[3]，全年均对PM2.5产生影响，因此，更应引起足够的重视。

3.3 燃煤污染源的影响

多项研究表明，城市大气污染加重、区域大气环境恶化均与能源消耗过分依赖煤炭有关[4]。大连市作为重工业城市，境内石化、化工、钢铁、电厂等工业企业众多。而近年来，大连市的能源结构以煤炭为主，且目前能源发展规划严重依赖煤炭[5]。2014年大连GDP同比增长5.8%，其中工业增加值增长4.9%，节能减排抵消了部分污染增量，但工业生产总量的不断增加，使工业燃煤污染排放在大连空气污染中仍占较大比例。作为北方城市，每年11月至次年3月为采暖期，供暖企业大多依靠燃煤锅炉进行供暖。

2014年市区共出现污染日83 d，其中61%污染日出现在采暖期（中度污染以上污染日78%出现在采暖期）。2014年采暖期细颗粒物浓度为66 μg/m3，为非采暖期均值的1.5倍，从市区细颗粒物采暖期与非采暖期24 h的变化曲线（图3）可以看到，采暖期均值明显高于非采暖期。说明冬季采暖期煤炭燃烧对细颗粒物影响较大。

图3 2014年空气中采暖期和非采暖期PM2.5浓度对比

3.4 气象因素的影响

中国气象局发布的《2014年中国气候公报》显示，2014年影响我国的冷空气势力总体偏弱，风速偏小，大气污染扩散气象条件总体很差。冬半年我国中东部平均风速1.9 m/s，较常年偏小5%，使大气环境容量下降。

从大连市区整体看，污染日的首要污染物以细颗粒物为主，占比96%，因此，以细颗粒物为主分析气象因素的影响。从细颗粒物的2013年及2014年两年月变化曲线（图4）可知，2014市区细颗粒物同比升高较大的月份为2月～4月、7月和11月，与之对应，由气象条件（见表1）可见，2014年2月～4月、7月的降水量同比下降74%。2014年有效降水次数由2013年同期的24次下降到13次，2014年大连年降水量是1971年以来第二少的年份，且风速较小，特别是11月份风速明显低于2013年同期，静风天数亦由上年同期的0 d增加到8 d，空气的自净能力明显下降。

图4 2013年、2014年市区细颗粒物浓度对比

3.5 区域性传输影响

据《2014年中国气候公报》报告，京津冀地区与近10年同期相比，大气环境低容量日数（56 d）偏多6%。10月，华北地区有效降水日数偏少50%，强通风日数偏少40%，大气环境容量比常年同期偏低10%。由于大气环境容量持续偏低，致使大气污染物不断聚集，霾天气多发。因此，大连市受到京津冀等区域性污染的影响较大，特别是在本地风速偏低时更易出现污染日[6]。

2014年大连市区共出现5次重度污染以上空气污染过程（见表2），选择其中污染最为严重的12月28日～29日污染过程，分析区域性污染对大连空气质量的影响。

表1 2014年与2013年气象要素对比

表2 2014年大连重污染过程统计

28日和29日市区AQI分别为352和224，分别为严重污染和重度污染，首要污染物均为细颗粒物，至12月30日0:00，市区细颗粒物浓度逐渐降低，30日5:00降至75 μg/m3以下，本次污染过程基本结束（见图5）。

图5 12月27日至30日PM2.5浓度变化曲线

由中国环境监测总站全国城市空气质量实时发布平台发布的信息可知，自12月27日～29日，位于大连市西或西南方向的京津冀、山东大部分城市空气质量以重度及严重污染为主，首要污染物均为PM2.5。通过查看该时段中央气象台发布的天气实况分析可知上述区域及大连高空风向以偏西 (西、西北或西南)为主。随着偏西气流大量污染物输送到大连上空，加之本地地面风速较小（1～2级为主，风向西或偏西），有轻雾，气象条件不利于污染物扩散，因此，加重了此次污染。

4 小结

综上所述，大连市区空气中颗粒物污染的主要原因为：一是受施工等引起的各类扬尘影响；二是受机动车尾气排放的影响，机动车保有量的不断攀升对空气污染有较大的贡献；三是本地工业及冬季燃煤污染的叠加，使各项污染物集中排放，强度过大；四是由于不利的气象因素的影响，大气环境容量较常年偏低，致使空气污染物不断累积；五是大连处于偏西和西南风向时区域性传输污染影响较大。

[1]贺泓，王新明，王跃思，等.大气灰霾追因与控制[J].中国科学院院刊，2013，28（3）：344-352.

[2]郭宇宏，王自发，康宏，等．机动车尾气排放对城市空气质量的影响研究——以乌鲁木齐市春节前后对比分析[J]．环境科学学报，2014，34（5）：1109-1117.

[3]朱先磊，张远航，曾立民，等.北京市大气细颗粒物PM2.5的来源研究[J]．环境科学研究，2005，18（5)：1-5.

[4]李令军，李金香，辛连忠，等.北京市春节期间大气污染分析[J].中国环境科学，2006，26（5）：537-541.

[5]韩立达，王晓雯，纪德钰，等.浅析大连市空气质量污染日特征及成因[J].中国环境管理干部学院学报，2014，24（5）：53-55，69.

[6]徐洁，李丹，张明明，等.2014年大连星海三站点位空气污染原因分析[J].中国环境管理干部学院学报，2015，25（2）：51-55.

（编辑：程 俊）

Analysis on Pollution Causes of PM10and PM2.5in Dalian City

Yan Shouzheng,Ji Deyu,Li Dan,Miao Shuyi,Xu Jie
（Dalian Environmental Monitoring Center,Dalian Liaoning 116023,China）

In recent two years,the primary pollutant of 96%pollution days was PM2.5in Dalian city.The annual average value of PM10was 85 μg/m3while the value of PM2.5was 53 μg/m3.Both the two values exceeded relevant national standard.In this paper,pollution causes of particulate in Dalian air was studied qualitatively according to the analysis of monitoring data of urban air monitoring sites and typical pollution process so as to provide environmental management basis for the city.

PM10；PM2.5；pollution day；pollution causes

X513

A

1008-813X（2015）04-0053-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.04.14

2015-07-03

阎守政（1982-），男，辽宁大连人，毕业于大连理工大学环境工程专业，工程师，主要从事环境监测工作。