浙江省PM2.5质量浓度分布特征研究

郑翔翔 洪正昉 陈 浩 曹旭峰 戴 胄 朱 川 项 艳 汪伟峰 张 天

(1.浙江省环境监测中心，浙江 杭州 310015;2.金华市环境监测中心站，浙江 金华 321013;3.衢州市环境监测中心站，浙江 衢州 324002;4.温州市环境监测中心站，浙江 温州 325003;5.丽水市环境监测中心站，浙江 丽水 323000;6.宁波市环境监测中心站，浙江 宁波 315012;7.杭州市环境监测中心站，浙江 杭州 310007)

PM2.5指悬浮在空气中，空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物，具有颗粒粒径微小、重量轻、在大气中滞留时间长、污染范围广等特点［1］。国内外大量流行病学和环境卫生学研究表明，PM2.5会对人体呼吸系统、心脑血管系统、免疫系统产生一定危害，还可成为病毒和细菌的载体，严重影响到人民群众的身体健康［2－4］。此外，由于PM2.5粒径小，悬浮时间长，因此易于远距离输送，区域间相互影响明显，易对空气质量和能见度等造成重要的影响［5］。

随着浙江省经济的快速发展和城市化水平的不断提高，大气环境问题日益突出。根据浙江省气象站灰霾观测记录统计，1970年末到2000年左右，各城市灰霾天数开始不断增多，但增长速度相对平缓;2000年之后，浙江省各地区灰霾天数都在迅速增加，短短几年一些地区的灰霾天数超过了之前几十年的灰霾总天数［6］。控制PM2.5污染，改善空气质量，提高大气能见度已成为浙江省迫在眉睫的问题。

目前，关于浙江省局部地区的PM2.5污染状况以及变化规律已有相关的研究报道［7－11］，但对浙江省全省范围内PM2.5质量浓度及分布特征的研究还很少。本文选取金华、衢州、温州、丽水、宁波、杭州六个城市开展PM2.5手工重量法监测，通过比较不同城市不同季节PM2.5质量浓度，研究浙江省PM2.5浓度的分布特征，可为浙江省空气质量预报、城市大气污染治理防治等工作提供一定的基础数据和理论支持。

1 实验部分

1.1 采样点布设

选取金华、衢州、温州、丽水、宁波、杭州六个城市进行布点监测。这六个城市中既有分布在平原地区，也有位于沿海地区和山区，具有较好的代表性。

分别在金华、衢州、温州、丽水、宁波、杭州六个城市的环境监测中心站楼顶设置一个采样点。各采样点周边无明显污染源，采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离大于1 米。

1.2 采样仪器和方法

六个采样点统一使用青岛崂应2030 型中流量采样器进行PM2.5手工采样，采样流量设置为100L/min，切割粒径为2.5μm。采样滤膜采用玻璃纤维滤膜，滤膜直径为90 mm。

2013年1月、3月、5月、7月、9月、11月和12月每逢周一、周二、周三、周四在各采样点进行PM2.5手工采样，前一天10:00～当天09:00 作为当天日均值监测时间(不能少于20 小时)。每月采集样品约15 个。

每月采样前，PM2.5空白滤膜由浙江省环境监测中心统一进行称量和编号，分发到各个采样点;采样完毕后，由各监测站采样人员用便携式冷藏冰箱将采集好的滤膜送至省环境监测中心进行平衡和称量。滤膜的平衡和称量在温度设为20℃，空气相对湿度控制在(50 ±5)%的恒温恒湿天平室中进行。称量天平型号为梅特勒XP205，感量0.01mg。

由样品采集前后的质量差和大气的采样体积可得出大气颗粒物PM2.5的质量浓度。

1.3 质量控制

PM2.5手工监测严格按照《环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范》(HJ 655－2013)中的要求进行。

2 结果与讨论

2.1 PM2.5监测结果统计

根据PM2.5手工监测数据统计，2013年金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州采集的PM2.5日均值范围分别为(0.010～0.220)、(0.010～0.235)、(0.015～0.183)、(0.009～0.190)、(0.013～0.220)、(0.016～0.228)mg/m3。从统计数据可以看出，2013年各城市采集的PM2.5日均值变化范围较大，如衢州市采集的PM2.5日均值中最大值与最小值的差值为0.225mg/m3。

将各城市2013年采集的所有PM2.5日均值的平均值作为其年平均值，各采样城市PM2.5年平均浓度的比较见图1。

图1 2013年各采样城市PM2.5年平均浓度比较

从图1 可知，2013年六个采样城市PM2.5年平均浓度大小为:金华＞杭州＞宁波＞衢州＞温州＞丽水。六个城市中PM2.5年平均浓度最高的为金华，平均浓度为(0.093 ±0.051)mg/m3;其次为杭州，PM2.5年平均浓度为(0.092 ±0.052)mg/m3;宁波、衢州、温州PM2.5年平均浓度处于中等水平，分别为(0.084 ± 0.054)、(0.076 ±0.046)、(0.072 ±0.035)mg/m3;PM2.5年平均浓度最低的为丽水，为(0.061 ±0.037)mg/m3。

2.2 超标情况分析

《环境空气质量标准》(GB3095－2012)中规定，PM2.5一级和二级日平均浓度限值分别为0.035mg/m3和0.075mg/m3。将2013年各采样点采集的所有PM2.5手工监测数据按照不同浓度段(“＜0.035mg/m3”、“(0.035－0.075)mg/m3”和“＞0.075mg/m3”)进行百分比统计，结果见图2。

图2 各采样城市PM2.5不同浓度段样品数量占总样品量的百分比

从图2 可以看出，金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州PM2.5日平均浓度优于一级标准(0.035mg/m3)的天数占总采样天数的比例分别为15.0%、20.2%、14.9%、25.5%、19.1%和17.9%。若以《环境空气质量标准》(GB3095－2012)中PM2.5日平均浓度二级标准(0.075mg/m3)为执行标准，金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州超标天数占总采样天数的比例分别为60.7%、43.3%、42.6%、28.3%、47.8%和59.4%。

为了进一步分析PM2.5超标率分布情况，将各采样城市按不同采样月份统计各月超标率，结果见表1。

表1 超标率分布情况

根据表1 统计结果可知:各采样城市7月份PM2.5超标率最低，均为0;其次为9月和5月，其中9月份有两个城市未出现超标现象;各采样城市1月、12月和11月超标率相对较高，其中1月份有3 个城市超标率达100%。上述分析结果表明，2013年各采样城市超标率最高的季节为冬季，最低的为夏季，春季和秋季则位于两者之间。

2.3 PM2.5浓度分布特征

将2013年金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州PM2.5监测月均值进行比较，见图3。

从图3 可以看出，相对而言，六个采样城市中金华、宁波和杭州各采样月月均值均较高;丽水各采样月月均值处于最低水平;衢州和温州处于中等水平。分析结果表明，浙江省不同地区由于产业和能源结构特点、人口分布情况、地形等不同，PM2.5浓度也各不相同:金华位于浙江中部的盆地，特殊的地形不利于污染物扩散，PM2.5浓度处于较高水平;杭州和宁波位于浙江北部，地处长三角腹地，城市规模和经济发展水平较高，PM2.5浓度也相对较高;衢州位于金衢盆地西端，森林覆盖率较高，PM2.5浓度处于中等水平;温州位于沿海地区，大气扩散条件较好，PM2.5浓度处于较低水平;丽水位于浙江西南部，地势以中山、丘陵为主，森林覆盖率高，生态环境较好，PM2.5浓度水平相对最低。

图3 2013年不同采样城市PM2.5监测月均值比较

图3 中，各城市2013年1月、3月、5月、7月、9月、11月和12月PM2．5手工与自动监测月均值均呈不规则的“V”型分布，分析可知，各城市虽然PM2．5浓度水平相差较大，但都表现出相似的季节变化规律:夏天PM2．5浓度最低，冬季PM2．5浓度最高，春季和秋季PM2．5浓度水平较相近。这与各个季节大气扩散等条件有关。

3 结论

(1)2013年金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州采集的PM2.5日均值范围分别为(0.010～0.220)、(0.010～0.235)、(0.015～0.183)、(0.009～0.190)、(0.013～0.220)、(0.016～0.228)mg/m3。六个采样城市PM2.5年平均浓度大小为:金华＞杭州＞宁波＞衢州＞温州＞丽水。

(2)若以《环境空气质量标准》(GB3095－2012)中PM2.5日平均浓度二级标准(0.075mg/m3)为执行标准，金华、衢州、温州、丽水、宁波和杭州超标天数占总采样天数的比例分别为 60.7%、43.3%、42.6%、28.3%、47.8%和59.4%。进一步分析超标率分布情况可知，各采样城市超标率最高的季节为冬季，最低的为夏季，春季和秋季则位于两者之间。

(3)由于产业和能源结构特点、人口分布情况、地形等不同，浙江省不同地区PM2.5浓度各不相同，但都表现出相似的季节变化规律:夏天PM2.5浓度最低，冬季PM2.5浓度最高，春季和秋季PM2.5浓度水平较相近。

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