2014年天津市武清区PM2.5污染特征

宋志伟

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.060

摘 要：为分析2014年武清区PM2.5污染的变化特征，运用统计学方法对全年PM2.5常规日值监测数据进行分析，结果发现：2014年武清区大气环境中PM2.5年均浓度为92μg/m3，PM2.5日均浓度分布区间较宽，主要分布区间为20～120μg/m3，占样本总数的71.1%。PM2.5污染呈现夏季及春末、秋初较轻，冬季污染严重的特征。PM2.5浓度变化“周末效应”表现较为突出的季节是春季，夏季、秋季和冬季并未出现“周末效应”。研究结果有利于认识武清区PM2.5污染的时间变化规律，从而正对性开展大气污染防控。

关键词：武清区 PM2.5 周末效应

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（b）-0060-03

随着城市化进程的加快以及能源消耗的不断攀升，颗粒物已成为我国城市环境空气中的首要污染物，其中细颗粒物PM2.5浓度的升高，不仅是导致大气能见度下降，雾霾天气多发的重要原因，还会影响大气辐射平衡及全球气候变化，并可通过呼吸系统进入人体，增加死亡率和呼吸道系统疾病发病率[1-5]，已引起人们的广泛关注[6]。天津市武清区地处京津之间，是京津冀协同发展、京津双城联动发展的核心区域，区域面积1 574 km2，常住人口110万。近年来，材料、生物医药、电子信息、机械制造、汽车零部件等产业在武清区发展迅速，城区人口高度聚集，能源消费和机动车保有量不断增加，大气污染形势日趋严重，灰霾天气日益增多。目前，针对武清区大气细颗粒物污染特征鲜有报道，该研究对2014年武清区自动空气质量监测子站的PM2.5数据进行分析，以期获得该区域PM2.5的污染特征以及逐月变化趋势，为进一步开展颗粒物治理工作提供科学依据。

1 数据来源与分析方法

大气污染物浓度资料：2014年1月1日～12月31日PM2.5的浓度资料来自武清区泉州南路空气自动监测子站，污染物浓度日界均为自然日（0：00～23：00）。泉州南路采样点位于武清中心城区，周边主要为住宅区和商业区，邻近城市主干道，人口较密集，可作为典型城市监测点的代表。按照气象学上分类，3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月到次年2月为冬季。

2 结果

2.1 PM2.5浓度水平及分布频率

2014年天津武清区大气环境中PM2.5年均浓度为92μg/m3，日均浓度分布在4～375μg/m3，PM10日均浓度在5～511μg/m3。PM2.5和PM10日均浓度分布区间较宽，说明武清一年中不同时间污染程度差异较大。PM2.5主要分布区间为20～120μg/m3，占样本总数的71.1%。其中出现频率最高的区间为40～60μg/m3，样本总数的19.5%；日均质量浓度大于200μg/m3的出现频率很低，仅占样本总数的6.0%。PM2.5日平均浓度质量浓度的分布频率接近对数正态分布（图1），这与全国PM2.5日平均质量浓度的分布频率通常接近对数正态分布结果一致[7]。

2.2 PM2.5时间变化规律

2.2.1 PM2.5月变化规律

武清地区PM2.5月均浓度及各月日值浓度超标率均呈现出冬春季高、夏秋季低的季节变化特征。其中冬季1月、2月PM2.5浓度分别达到137 μg/m3和124 μg/m3，月超标率分别为80%和57%，为全年细颗粒物污染最严重的时期。6～9月武清地区PM2.5浓度为54 ～72μg/m3，平均浓度为冬季（1月、2月）浓度水平的48%，月超标率只有20%～41%，是一年中细颗粒物污染最轻的时间（图2）。武清地区PM2.5污染具有明显的季节变化特征，主要原因可能是：冬季不利的气象条件和燃煤采暖共同导致重污染过程频发，造成了2014年1月、2月PM2.5浓度的异常高值，而夏季大气对流和湍流活动旺盛，有利于颗粒物的水平和垂直扩散、稀释，并且夏季降水集中，也有利于颗粒物被冲刷清除[8]，致使夏季、秋初PM2.5浓度保持全年最低水平。

2.2.2 PM2.5工作日与周末变化规律

污染的“周末效应”是指由于气象要素存在7天为周期的周循环特征、人类活动在工作日和周末存在较大的差异，导致污染物浓度在工作日和周末存在较为明显的差异[9-10]。一般认为，人类在工作日的活动强度、生产强度比周末高，可能排放更多的污染物进入大气，致使颗粒物浓度工作日高于周末。该文利用双休日制度将污染物浓度划分为工作日（周一到周五）和周末（周六和周日）两类。如图3所示，PM2.5浓度变化“周末效应”表现较为突出的季节是春季，PM2.5工作日浓度比周末高12%，但夏季、秋季和冬季并未出现“周末效应”。特别是冬季，周末PM2.5浓度的平均值反而比工作日高35%。这与已有部分研究结果并不一致[9]，可能原因是该研究区域武清区为中小城市类型，居民工作生活半径较小，工业生产、生活产品加工等人为活动周末运行率较高。

3 结语

（1）2014年武清区大气环境中PM2.5年均浓度为92 μg/m3。PM2.5日均浓度分布区间较宽，主要分布区间为20～120 μg/m3，占样本总数的71.1%。从2014年监测数据看，日平均质量浓度的分布较好的符合对数正态分布。

（2）武清地区PM2.5污染具有明显的季节变化特征。PM2.5月均浓度及各月日值浓度超标率均呈现出冬春季高、夏秋季低的季节变化特征。主要原因可能是冬季不利的气象条件和燃煤采暖共同导致重污染过程频发，而夏季大气对流和湍流活动旺盛，有利于颗粒物的水平和垂直扩散、稀释，并且夏季降水集中，也有利于颗粒物被冲刷清除。

（3）PM2.5浓度变化“周末效应”表现较为突出的季节是春季，夏季、秋季和冬季并未出现“周末效应”。

参考文献

[1] 赵越，潘钧，张红远，等.北京地区大气中可吸入颗粒物的污染现状分析[J].环境科学研究，2004，17（1）：67-69.

[2] Chan C K，Yao X.Air pollution in mega cities in China[J].Atmospheric Environment，2008，42（1）：1-42.

[3] Pui D Y H，Chen S C，Zuo Z L.PM2.5 in China：Measurements，sources，visibility and health effects，and mitigation[J].Particuology，2014（13）：1-26.

[4] 韩素芹，张裕芬，李英华，等.天津市春季气溶胶消光特征和辐射效应的数值模拟[J].中国环境科学，2011，31（1）：8-12.

[5] 陈义珍，赵丹，柴发合，等.广州市与北京市大气能见度与颗粒物质量浓度的关系[J].中国环境科学，2010（7）：967-971.

[6] 王占山，李云婷，陈添，等.2013年北京市PM2.5的时空分布[J]. 地理学报，2015，70（1）：110-120.

[7] 李名升，任晓霞，于洋，等.中国大陆城市PM2.5污染时空分布规律[J].中国环境科学，2016，36（3）：641-650.

[8] 韩燕，徐虹，毕晓辉，等.降水对颗粒物的冲刷作用及其对雨水化学的影响[J].中国环境科学，2013，33（2）：193-200.

[9] 雷瑜，张小玲，唐宜西，等.北京城区PM2.5及主要污染气体“周末效应”和“假日效应”研究[J].环境科学学报，2015，35（5）：1520-1528.

[10] 章志芹，唐健，汤剑平.无锡空气污染指数、气象要素的周末效应[J].南京大学学报：自然科学版，2008，43（6）：643-654.