2016年太原市PM2.5时空分布特征

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

2016年太原市PM2.5时空分布特征

宋丽红

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

本文以2016年太原市8个环境空气自动点位的PM2.5监测数据为基础，分析了太原市PM2.5浓度的时空分布状况。结果表明：PM2.5浓度有明显的时间分布特征，日变化趋势呈双峰型；就季节而言，冬季>秋季>春季>夏季，PM2.5最高值基本都出现在采暖期，月均浓度最大的是12月，达150μg/m3，最小值是8月份，为31μg/m3；空间分布上金胜>小店>晋源 >桃园> 尖草坪>南寨>坞城>上兰。

太原市；PM2.5；时间分布；空间分布；污染特征

随着经济社会的快速发展，空气污染尤其是PM2.5的污染日益严重，成为威胁人类健康的主要因素[1]。太原市作为能源、重工业基地之一，城市化和工业化发展的同时环境污染也日趋突出。2016年在全国74个重点城市排名中名列倒数第十，市区环境空气中各污染物污染负荷最大的是PM2.5，负荷比为24.67%，全年超标天数中以PM2.5为首要污染物的天数占67.2%，太原市大气污染呈现出以PM2.5为主要污染物的雾霾复合型特征，研究太原市PM2.5的污染特征已刻不容缓。此前不乏对太原市PM2.5源解析方面的研究[2]，但针对太原市PM2.5与空间关系的研究却较少。基于此，本研究利用太原市2016年PM2.5的监测数据，分析了PM2.5浓度的时空变化特征，以期为太原市大气污染防治提供参考依据。

1 数据与方法

本文PM2.5的监测数据来源于太原市8个环境空气国控监测站点，分别为上兰、南寨、尖草坪、桃园、坞城、小店、金胜、晋源，其中上兰为清洁对照点，不参与全市平均。这些点位覆盖了太原市整个建成区，并涵盖了所有大气功能区。分析时段为2016年1月1日-2016年12月31日。

PM2.5测试采用美国热电Model 5030型SHARP自动监测设备，分析方法为β射线法，其原理是利用β射线的衰减量来测定颗粒物质量。

2 结果与分析

2.1 PM2.5时间变化规律

2.1.1 PM2.5日变化

2016年PM2.5年均值为66μg/m3，超过国家二级标准0.89倍，比2015年上升了6.45%。按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)对2016年PM2.5日平均浓度进行分级，其中优良天数261天，重度污染和严重污染天数26天，与2015年相比重污染天数出现的频率增加了53.85%。由此可见2016年太原市大气中PM2.5污染有所加重。

图1为PM2.5日平均浓度随时间变化情况。从图1可知，PM2.5日均值浓度范围是5-341μg/m3，最大日均值超标3.55倍，出现在12月3日，当日处于弱气压场，逆温厚，底层风力弱，扩散条件差。重度污染天多分布在11月和12月，其中11月有8天，12月有15天。2-10月没有出现重度污染天气，其日平均浓度质量均处于150μg/m3以下。

图1 2016年太原市PM2.5浓度逐日变化图

图2为PM2.5浓度全年平均日变化情况。由图2可以看出，太原市采暖期内PM2.5浓度日均值都高于非采暖期，约是非采暖期的1.86倍，比全年均值高37.88%。非采暖期PM2.5浓度日均值均低于环境空气质量二级标准浓度限值(75μg/m3)，比全年均值低25.76%。采暖期、非采暖和全年的PM2.5日变化趋势基本一致，均呈双峰特征，即从清晨开始上升至10时左右达高峰值，之后开始回落，下午16时左右为一天的最低值，然后浓度再次回升，午夜至凌晨1点达到夜间峰值，整体上看夜间浓度高于日间浓度且变化幅度小于日间。主要原因是上午气温回升，垂直扩散好，有利于污染物扩散，夜间地面温度降低且产生逆温，污染物被压缩[3]。

图2 2016年太原市PM2.5浓度日变化图

2.1.2 月变化趋势分析

太原市四季分明，不同季节气象条件差别明显，对PM2.5的影响也有显著不同。整体上，夏季和春末秋初污染相对较轻[4]，冬季最重，冬季生物质燃烧、取暖及少雨干燥增加了PM2.5的排放。就全年来说，PM2.5最高值基本都出现在采暖期，月均浓度最大的是12月，达150μg/m3，当月PM2.5超标率为87.10%，最小值是8月份，为31μg/m3；最高月浓度是最低月的4.2倍。4-9月PM2.5浓度变化幅度较小，且无高浓度值出现。

2.2 空间分布特征

空间距离是影响监测点间浓度变化差异的重要因素[5]，由监测结果可知，PM2.5优良天数最多的是上兰点，为301天，最少的是金胜点，仅有146天。8个测点的PM2.5年均浓度值均超标，其中金胜点污染最严重，超标1.05倍，由于该点处于城市主导风向的下风向，周围有多个化工企业，受污染物输送累积影响所致；小店点PM2.5的污染也较为突出，这是因为小店点周围有较多的农田，土地裸露比例大，加之处于城市主导风向的下风向；坞城点虽处于城市主导风向的下风向，但其

离太原市大气环境功能区划分中的三个三类功能区都较远，周围也没有特大的污染源，因而PM2.5在各点位中较低；上兰点作为清洁对照点，在所有的点位中空气质量最好。各测点PM2.5年均浓度按由高到低的次序排列为：金胜>小店>晋源>桃园>尖草坪>南寨>坞城>上兰。

3 结 论

(1)太原市2016年PM2.5年均值为66μg/m3，超过国家二级标准0.89倍，重度污染和严重污染天数26天，与2015年相比增加了14天，太原市的空气质量不容乐观。

(2)PM2.5时间分布：PM2.5日变化趋势呈双峰特征，最高峰出现在上午10时左右，次高峰出现在晚上1时，最低谷出现在下午16时；就全年来说，PM2.5最高值基本都出现在采暖期，12月份月均浓度值最大，8月份月均浓度值最小，就季节而言，冬季>秋季>春季>夏季。

(3)PM2.5空间分布：太原市空气中PM2.5污染总体上有随着城市主导风向(西北风)由北向南逐步加重的趋势，这与太原市最初设计工业布局时没有考虑环境保护因素有直接的关系。各监测点的监测数据较好地反映了周围地区的污染特征，同时也说明点位附近的污染源对监测结果有较大的影响。

[1] 方冬青，魏永杰，黄伟等.北京市2014年10月重霾污染特征及有机碳来源解析[J]环境科学研究，2016，29(1)：12-19.

[2]张桂香，闫雨龙，郭利利等.太原市大气PM2.5中碳质组成及变化特征[J].环境科学，2015，(3)：780-786.

[3]赵晨曦，王云琦，王玉杰.北京地区冬春PM2.5和PM污染水平和时空分布及其与气象条件的分析[J].环境科学，2014，35(2)：418-427.

[4]李秋芳，任振科.石家庄市区PM2.5时空分布特征[J].河北工业科技，2017，34(1)：64-70.

[5]焦利民，许刚，赵素丽等.武汉PM2.5时空特征分析[J]环境科学与技术，2015，38(9)：70-74.

Spatial-temporalCharacteristicsofPM2.5inTaiyuanin2016

ONG Lihong

(Taiyuan Environmental Monitoring Central，Taiyuan，030002，China)

In this paper，data of PM2.5monitoring from 8 automatic air quality monitoring stations of Taiyuan in 2016 were analyzed to temporal and spatial distribution. The results show that the PM2.5has characteristics of obvious time distribution，and the trend of diurnal variation is bimodal；in terms of the seasons，winter>autumn>spring>summer，the peak of PM2.5is basically in the heating period，the maximum monthly concentration is in December，which is 150μg/m3，the minimum is August，31μg/m3；in spatial distribution，Jinsheng>Xiaodian> Jinyuan Taoyuan>Jiancaoping>Nanzhai>Wucheng>Shanglan.

Taiyuan；PM2.5；temporal distribution；spatial distribution；pollution characteristics

宋丽红，学士，工程师，主要从事环境空气方面的研究工作

文献格式：宋丽红.2016年太原市PM2.5时空分布特征[J].环境与可持续发展，2017，42(6)：157-158.

X831

A

1673-288X(2017)06-0157-02