抚顺市大气中颗粒物污染状况及分布特征

李晓丹(抚顺市环境监测中心站 辽宁 抚顺 113006)

抚顺市大气中颗粒物污染状况及分布特征

李晓丹(抚顺市环境监测中心站 辽宁 抚顺 113006)

选用2015年全年PM10、PM2.5连续监测资料，统计分析了抚顺地区PM10、PM2.5污染状况及来源解析。结果表明：抚顺市大气颗粒物污染PM10、PM2.5年平均浓度分别为94μg/m3和54μg/m3。污染季节特征比较明显，冬季采暖期污染最重，夏季污染最轻。大气颗粒物污染分布特点基本呈由东到西逐渐加重，西部工业区污染最重，大伙房水库污染最轻；PMF源解析方法确定了抚顺地区4类主要粒子污染源：土壤尘、建筑水泥尘、烟煤尘、汽车尾气。

PM10；PM2.5；污染状况；来源解析；PMF

大气颗粒物是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称。各种颗粒状物质均匀地分散在空气中构成一个相对稳定的庞大的悬浮体系，即气溶胶体系，因此大气颗粒物也称为大气气溶胶。气溶胶由颗粒及气体组成，平常所见到的灰尘、熏烟、烟、雾、霾等都属于气溶胶的范畴。近年来，随着我国经济的快速发展，导致环境空气质量问题尤为突出，国内众多城市频繁出现雾霾天气，危害着人体健康。由于颗粒物中微粒沉降速度慢，在大气中存留时间久，在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以颗粒物的污染往往波及很大区域，甚至成为全球性的问题。

抚顺素有“煤都”之称，以石油化工、煤炭为主导行业。铜、锌、油页岩、泥炭等矿产保有储量居全省首位。“十二五”期间，抚顺在大力发展工业的同时，环境空气质量急剧下降。开展抚顺市大气中颗粒物污染状况及来源分析研究，为后期抚顺市开展大气污染治理提供参考依据。

1 布点与采样

按《环境空气质量监测规范》(试行)要求，在抚顺市共设置6个自动监测点位，各点位均满足周围50m内无污染源，点位主导风向与城市主导风向最大偏离小于45度的要求。其中6个点位分别为沈抚新城(工业区)、望花区(工业区)、新抚区(交通区)、顺城区(居民区)、东洲区(居民区)、大伙房水库(清洁对照点)。

选用Thermo Scientific 5014i Beta型和Thermo Scientific 5030i型环境颗粒物连续监测仪测量对2015年全年主要污染物PM10、PM2.5进行在线自动监测。

2 颗粒物污染状况

2.1 颗粒物浓度及粒径分布

2015年，抚顺市大气颗粒物监测有效天数为362d，PM10、PM2.5年 平 均 浓 度 分 别 为 94μg/m3和54μg/m3。其中，PM10、PM2.5分别超过国家空气质量二级标准1.34倍和1.51倍。从超标倍数上看，抚顺市大气颗粒物中的PM2.5污染比较严重。抚顺市大气颗粒物浓度及粒径分布见表1。

表1 抚顺市大气中颗粒物浓度及粒径分布

2.2 不同点位比较

抚顺市大气颗粒物污染基本呈由东到西逐渐加重的特点，西部大气颗粒物污染重于东部。其中大伙房水库的污染程度最低。抚顺市望花区监测点位(工业区)PM10、PM2.5年均浓度明显高于大伙房水库(清洁对照点)。其中PM10、PM2.5分别是大伙房水库的1.3倍和1.8倍。2015年各点位PM10、PM2.5年均浓度见图1。

图1 2015年各点位PM10与PM2.5年均浓度

2.3 不同季节颗粒物变化

抚顺市大气颗粒物污染状况季节特征比较明显。冬季以雾霾为主，春季以沙尘污染为主，夏秋季以光化学污染为主。其中PM10与PM2.5采暖期污染明显重于非采暖期，其采暖期浓度分别为非采暖期浓度的1.5倍和1.8倍。2015年抚顺市PM10与PM2.5月均浓度变化见图2。

图2 2015年抚顺市PM10与PM2.5月均浓度变化

2.4 大气颗粒物的来源分析

来源不同的颗粒物化学组成具有显著的差异，因此各种来源的化学成分谱和标识物成为来源解析的重要依据。近年来，随着颗粒物监测技术和源解析受体模型的发展，我们可以获得各种污染源排放的颗粒物和环境大气颗粒物的质量浓度和详细的化学组成信息。并在此基础上，采用数学上多元统计分析的方法，结合城市当地的地理、气象条件、经济结构特点和污染源的调查结果进行综合分析，就有可能对城市污染状况、污染程度、污染来源的类型和贡献作出科学的判断。抚顺市PM10中各元素浓度见表2。

PMF源解析方法可得：Mn、Mg、Ca、Na、K、Zn、Ni、Fe等元素在各采样点存在加大差别，Ti、Al、As、Cd、V等元素差别不大。其中，望花区污染最重，为大型污染企业聚集区；新抚区和顺城区次之，作为清洁对照点的大伙房水库浓度较低。K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Al等7种地壳元素所占比重较大，全年平均可达97.0％，地壳元素对PM10浓度贡献巨大，主要来自土壤风沙尘和建筑尘。Cd、Zn、Pb、Co元素相关性较高，是道路尘的标识元素，其中Pb、Co大量来自机动车尾气的排放。Mn、Cu、Ti等元素主要来自企业的污染排放，如Mn元素是锰钢等特种钢的主要原料。

表2 抚顺市PM10中各元素浓度 μg/m3

3 结果与讨论

抚顺市大气颗粒物污染状况主要受以下因素的影响：

(1)气象因素：抚顺市年均风速为3.9m/s，全年静风频率为10％，大多集中在夏、冬两季，造成冬季低风速和大气污染物集中排放期相叠加，使污染物不易扩散出去，从而加重污染水平。

(2)能源产业结构：抚顺市能源结构以煤炭、化工为主，年燃煤量1125.04万t，石油工厂、燃煤电厂围绕城市，受狭长型地理条件限制，区域一体高效供热建设较为滞后，分散小锅炉热效率低，能源消耗大，环境空气污染呈典型的燃煤型污染。

(3)生活水平：抚顺市汽车保有量迅速增加，年平均增长率为8.17％。随着机动车保有量的增加，尾气排放量明显增长，机动车尾气污染成为影响空气质量的重要污染源。

(4)秸秆焚烧：2015年共出现的5d严重污染天气，其中4d出现在10月底11月初。污染主要原因是露天秸秆焚烧。秸秆焚烧释放的大量颗粒物使空气质量明显下降。

4 结论

抚顺市大气颗粒物污染PM10、PM2.5年平均浓度分别为94、54μg/m3，季节性污染物特征明显，冬季采暖期污染最重，夏季污染最轻。大气污染物由东到西逐渐加重，西部工业区污染最重，大伙房水库污染最轻。PMF源解析方法确定了土壤尘、建筑水泥尘、烟煤尘、汽车尾气为抚顺地区四类主要离子污染源。

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Analysis of Particulate Matter Pollution and Its Distribution Characteristics in the Atmosphere of FuShun City

LiXiaodan(Environment Monitoring Center Station of FuShun City FuShun Liaoning 113006)

With continuous monitoring data of PM10 and PM2.5 in the whole year of 2015，the pollution condition and sources of PM10 and PM2.5 in FuShun area were analysed statistically.The results showed that annual average concentrations of PM10 and PM2.5 in FuShun city were 94μg/m3 and 54μg/m3.Seasonal characteristics of pollution was obvious，pollution in the winter heating period was most serious and pollution in summer was lightest.The distribution characteristics of atmospheric particulate pollution was aggravated gradually from east to west.Pollution in west industrial zone was most serious and pollution in DaHuofang reservoir was lightest.We used PMF source analysis method to determine 4 main particle pollution sources in FuShun area：soil dust，cement dust，coal dust and vehicle exhaust emission.

PM10PM2.5Pollution condition Source analysis PMF

X51

A

1674-263X(2016)04-0048-03

2016-11-20

李晓丹(1984-)，女，本科，工程师，主要从事环境监测工作。