阜康市PM2.5和PM10的质量浓度变化特征分析

许晓敏

（昌吉州环境监测站新疆昌吉831100）

阜康市PM2.5和PM10的质量浓度变化特征分析

许晓敏

（昌吉州环境监测站新疆昌吉831100）

通过对阜康市2015年1个区控点的PM2.5和PM10的连续自动监测数据分析得出：2015年阜康市大气颗粒物中PM2.5、PM10浓度日均值和小时值的最大值均出现在4月，日均值均超过了环境空气质量标准的二级标准限值；月均值最大值均出现在12月；PM2.5的年均值超过了环境空气质量标准的二级标准限值；PM2.5和PM10冬季的日变化浓度高于其他三季，夏季最低。超标天数高值出现在1、2、11、12月，PM2.5的污染程度比PM10严重；PM2.5和PM10的比值1、11、12月较大。

PM2.5；PM10；浓度；变化特征

PM10和PM2.5分别指大气中空气动力学直径≤10μm和2.5μm的颗粒物，其大小、形态和化学组成与人们的健康有着密切的联系。大量的流行病资料显示，PM10浓度与疾病的发病率、死亡率有明显的相关性，尤其是呼吸系统疾病和心肺疾病[1、2]。PM2.5在PM10中占有相当大的比例，由于其粒径小、比表面积大，更容易吸附大量有毒有害物质，并通过呼吸到达肺泡沉积下来[3]，对人的危害更大，引起了全世界的普通关注。美国在1997年颁布了PM2.5的空气质量标准:年均值为0.015 mg/m3，日均值为0.065 mg/m3。

在我国，一些大城市如北京、武汉、重庆、广州等进行了大量关于PM10和PM2.5的研究[4]，阜康市也对其做了监测，但未见报道，因此本文对阜康市一个区控点的连续自动监测数据分析了分析，以期为阜康市保持优良天气提供有利依据。

1　研究方法

1.1监测点位与方法

阜康市1个区控空气自动监测点位:市超高压公司。

监测采用空气质量连续自动监测系统，监测仪器采用北京中晟泰科环境科技发展有限责任公司生产的Dasibi-7201空气质量自动监测系统。

1.2监测时间

2015年1月1日～12月31日。

1.3数据处理

原始数据为60 min平均值，文中所采用的数据是质控后的小时平均值，日均值为一个自然日24 h平均浓度的算术平均值。由于监测设备调试、断电等原因，监测数据会有间断的情况，按照新标准的规定，研究中将PM2.5、PM10每天的小时值多于20个的日期定为有效监测日，其余情况为无效监测日，其日均值不参与统计。

2　结果与分析

2.1PM2.5和PM10质量浓度水平

2015年阜康市大气颗粒物中PM2.5浓度日均值和小时值的最大值均出现在4月，分别为0.167mg/m3和1.065mg/m3，PM10浓度日均值和小时值的最大值也出现在4月，分别为0.629mg/m3和6.117mg/m3(4月27日沙尘天气)，日均值均超过了《环境空气质量标准》的二级标准限值（PM2.5日均浓度限值为0.075mg/m3，PM10日均浓度限值为0.150mg/m3）；PM2.5和PM10的月均值最大值均出现在12月，质量浓度分别为0.113mg/m3和0.211mg/m3；PM2.5和PM10的年均值分别为0.044mg/m3和0.090mg/m3，PM2.5的年均值超过了《环境空气质量标准》的二级标准限值（PM2.5年均浓度限值为0.035mg/m3，PM10年均浓度限值为0.100mg/m3）,见表1。

表1　2015年阜康市PM2.5和PM10浓度值单位：mg/m3

2.2不同季节的日变化特征

本文按照气象学将一个年度划分为四季:3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月至次年2月为冬季,计算了一年四季每日不同时刻PM2.5和PM10的浓度平均值，得到了颗粒物的统计日变化特征，以此了解大气颗粒物在每天不同时间、不同季节因当地气候环境和生产生活的变化规律，见图1。

图1　阜康市PM2.5和PM10不同季节的日变化

PM2.5和PM10冬季的日变化浓度整体均高于春、夏、秋三个季节，可能是由于冬季供暖，燃煤量大，且冬季静风逆温天气多，不利于颗粒物扩散，致使污染物积累而浓度偏高。白天波动较大，这与人们白天生产、生活活动丰富有直接关系。峰值出现在上午11: 00～12:00和下午15:00～16:00，可能是由于上班高峰期交通量增加，交通拥堵，汽车尾气排放量增大。

PM2.5和PM10春季的日变化浓度整体均高于夏季，可能由于春季是沙尘暴多发季节，而且建筑工地开始施工，扬尘较多。峰值也出现在上午11:00～12:00，与冬季的峰值相吻合。

PM2.5和PM10夏季的日变化浓度整体均低于冬、春、秋三个季节，可能是由于夏季日照时间长，温度高，大气条件活跃，有利于污染物的扩散。

PM2.5和PM10秋季的日变化浓度整体均高于夏季而低于冬季，可能由于秋季中10月中旬至11月由于气温下降供暖，燃煤量增加所致。峰值除了出现在上班高峰期时段外，还出现在21: 00～22:00，可能与秋季傍晚焚烧秸秆有关。

2.3超标天数及超标天浓度日均值的月变化特征

2015年PM2.5和PM10的超标天数变化规律基本一致，都呈现出两头高中间低的分布，高值出现在1、2、11、12月，PM2.5超标率分别达到54.84%、62.07%、23.33%、61.29%，超标天日均浓度分别为0.090mg/m3、0.094mg/m3、0.102mg/m3、0.146mg/m3，PM10超标率分别达到38.71%、44.83%、10.00%、45.16%，超标天日均浓度分别为0.202mg/m3、0.260mg/m3、0.198mg/m3、0.338mg/m3，PM2.5的超标天数均高于PM10，但超标浓度日均值均低于PM10，这4个月为冬季，冬季气温低静风频率高，易形成逆温天气，不利于污染物扩散，加之采暖期燃煤用量较大，因此造成超标天数较多；其次为3、4月，由统计数据可得到4月27日为沙尘天气，当天PM10浓度为全年日均值的最高值，达到0.629 mg/m3，4月28日PM2.5浓度为全年日均值的最高值，达到0.167mg/m3，加之春季建筑工地开工、春耕等因素，因此这两个月超标天数较多；低值出现在5、6、7、8、9、10月，超标天数较稳定，5、6、7、8、9月PM2.5均无超标，6、10月PM10无超标。从超标情况看，阜康市PM2.5的污染程度比PM10更严重，这体现出新空气质量标准纳入PM2.5并对其浓度限值做出规定的重要性，由此更加全面深入的反映颗粒物的污染问题，见图2。

2.4PM2.5与PM10的相关性

从PM2.5和PM10的质量浓度各月均值的比值P中可以看出：1、11、12月的P值较大，说明采暖期PM10中的PM2.5含量较高，也说明燃煤产生的污染物对PM2.5影响较大；4月P值较小，有沙尘天气，说明沙尘天气中PM10相对PM2.5含量较高；7、8月PM10超标天数较多而PM2.5无超标天数，故P值较小。

3　结语

3.12015年阜康市大气颗粒物中PM2.5、PM10浓度日均值和小时值的最大值均出现在4月，分别为0.167mg/m3、1.065mg/m3和0.629mg/m3、6.117mg/m3，日均值均超过了《环境空气质量标准》的二级标准限值（PM2.5日均浓度限值为0.075mg/m3，PM10日均浓度限值为0.150mg/m3）；PM2.5和PM10的月均值最大值均出现在12月，质量浓度分别为0.113mg/m3和0.211mg/m3；PM2.5和PM10的年均值分别为0.044mg/m3和0.090mg/m3，PM2.5的年均值超过了《环境空气质量标准》的二级标准限值（PM2.5年均浓度限值为0.035mg/m3，PM10年均浓度限值为0.100mg/m3）。

3.2PM2.5和PM10冬季的日变化浓度整体均高于春、夏、秋三个季节，夏季最低，白天波动较大，峰值出现在上午11:00～12:00和下午15:00～16:00。

3.32015年PM2.5和PM10的超标天数高值出现在1、2、11、12月，PM2.5的超标天数高于PM10，污染程度比PM10严重；其次为3、4月（4月27日为沙尘天气）；低值出现在5、6、7、8、9、10月，5、6、7、8、9月PM2.5均无超标，6、10月PM10无超标。

3.4PM2.5和PM10的相关性：1、11、12月的P值较大，说明采暖期PM10中的PM2.5含量较高，也说明燃煤产生的污染物对PM2.5影响较大；4月P值较小，有沙尘天气，说明沙尘天气中PM10相对PM2.5含量较高；7、8月P值较小。

[1]HOMNBERG C,MACIULEVICIURE L.SEEMAYER N H,etal.Induction ofsister chromatid exchanges(SCE)in human tracheal epithelial cells by the frations PM10 and PM2.5 of aribome particles[J].Toxicol-Lett,1998,2(1):215-220.

[2]WIESLAW J,ELZBIETA F,ELZBIETA M,et al.The adverse effet of lowlevels of ambient air pollutants on lung function growth in preadolescent children[J].Enviromental Health Perspectives,1999,107(8): 669-674.

[3]SWEENEY T D,ULTMAN J.Distribution of inhaled aerosols in the respiratorytract[J].J Aerosol Med，1994,(7):13-14.

[4]宋宇，唐孝炎，张远航，等.夏季持续高温天气对北京市大气细粒子的影响[J].环境科学，2002，23(4):33-36.

[5]郑瑶,刑梦林，李明，等.郑州市PM2.5和PM10质量浓度变化特征分析[J].干旱环境监测，2014，28(3):104-108.

[6]郝明涂,侯万国,周学华,等.济南市PM10和PM2.5污染水平研究[J].山东大学学报:工学版,2006,36(3):108-111.

许晓敏（1986—），女，江苏省海安县人，硕士，工程师，主要从事环境监测工作。