广安市大气环境细颗粒物（PM2.5）污染特征研究★

2023-03-25杨槟豪辛浩鑫

山西化工 2023年2期

杨槟豪，舒洲，辛浩鑫

（1.广安市环境信息中心，四川广安 638500；2.四川省广安生态环境监测中心站，四川广安 638500）

引言

近年来，我国城市大气污染严重[1]。冷月霜统计了2016 年11 月我国74 个重点城市空气质量，其中，清洁个数为0，中度污染占66%，严重污染占3%，由此可见我国城市大气污染严重[2]。当前，国内外学者已对大气细颗粒物的人体健康影响[3]、二次污染[4]、季节性变化[5-6]、组成特征[7-10]、传输轨迹[11]、时空变化[12]等方面进行了大量的研究。根据四川省空气质量监测网络管理系统显示，广安市2016 年全市环境空气质量分别为达标率87.16%，优良天数319 天，优良天数同比2015 年增加6.01%。2015—2016 年期间，广安市全面推进蓝天保卫战等“九大”攻坚战，全市环境空气质量有所改善，但与《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）二级标准相比，还有待提升。本文根据广安市大气污染防治研究主要集中于污染现状及防治措施研究[13]等，选取广安市污染较重的2015—2016 年监测数据，研究细颗粒物污染特征，进而增进对广安市大气环境质量污染状况的全面了解，为广安市大气污染防治提供决策依据理论参考，为全省大气污染协同治理研究提供参考。

1 研究方法

1.1 研究区域概况

广安市共有5 个环境空气质量自动监测点位，分别是小平旧居（106.631°E，30.528°N）、市委（106.630°E，30.458°N）、友谊中学（106.627°E，30.466°N）、广电花园（106.639°E，30.455°N）及北辰小学（106.635°E，30.487°N），其中小平旧居点为广安市空气质量的背景监测点位，均采用大气自动监测系统进行连续24 h 自动监测。

1.2 数据来源

本文研究数据均来自四川省空气质量监测网络管理系统。广安市、县两级各站点均按照《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）评价（广安市属于二类区，适用二级标准）。

2 结果与分析

2.1 PM2.5 浓度季节日变化

以2016 年数据为基准，分析广安市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5质量浓度日变化如图1 所示。由图1可知，不同季节广安PM2.5质量浓度日变化基本一致。冬季的质量浓度显著大于其他3 个季节。各季节的日变化均呈现不规则的双峰形，在夜间，特别在深夜时段易出现PM2.5质量浓度高值。春、夏、秋、冬4 个季节的PM2.5最大值分别出现在24：00、23：00、23：00 以及凌晨3：00。

图1 广安市2016 年春、夏、秋、冬四季PM2.5 质量浓度日变化

2.2 PM2.5 浓度频率分析

广安市2015—2016 年PM2.5日均质量浓度频率分布图如图2 所示。整体来看，PM2.5质量浓度分布类似正太分布。PM2.5质量浓度基本处于0～250 μg/m3之间（每个分箱代表5 μg/m3），其中在31～46μg/m3出现的频率最多，表明广安大多数PM2.5 分布在这个质量浓度段。

图2 2015—2016 年广安PM2.5 日均浓度整体频率分布

2015-2016 年广安PM2.5日均浓度整体频率分布如图3，2015 年PM2.5质量浓度分布在0～215 μg/m3，其质量浓度在30～44 μg/m3出现的频率最多。2016年PM2.5质量浓度分布在10～245 μg/m3，其质量浓度在26～55 μg/m3出现的频率最多，表明2016 年污染程度相比2015 年有所减轻。以150 μg/m3以上浓度作为高浓度段，其中，2015 年高浓度段的频率为0.049，而2016 年的频率为0.014，同样表明2016 年重污染程度明显下降。

图3 2015 年、2016 年广安PM2.5 日均浓度整体频率分布

2.3 PM2.5 质量浓度季节性频率分析

特别分析2016 年广安市PM2.5质量浓度日均频率季节分布情况，如图4 所示，四季按照春季（3 月、4 月、5 月），夏季（6 月、7 月、8 月），秋季（9 月、10 月、11 月），冬季（12 月、1 月、2 月）的季节划分方法来分析其季节变化特征。由图4 中可以看出，广安春季PM2.5质量浓度分布于10～110 μg/m3，20～60 μg/m3浓度段出现频率最高，约为0.70 左右，在23、33、43、53、58 μg/m3的质量浓度段，其频率高于其他浓度段。夏季质量浓度整体低于其他季节。秋季PM2.5质量浓度分布于0～125 μg/m3，高频率质量浓度段与春季基本一致，在23 μg/m3、28 μg/m3、33 μg/m3质量浓度段，频率显著高于其他质量浓度段。从冬季PM2.5质量浓度频率分布情况来看，从0～265 μg/m3，其质量浓度在55～79 μg/m3、60～65 μg/m3出现的频率最高，在高浓度段的频率显著高于其他3 个季节，并且在200～300 μg/m3质量浓度段也有一定的频率出现。整体而言，2016 年广安PM2.5质量浓度段主要集中于20～100 μg/m3。按照国家空气质量标准二级浓度限值75 μg/m3，冬季大于此浓度限值的频率最高，春季、秋季次之，夏季相对较低。并且冬季在高浓度段的频率也高于其他季节，表明广安冬季高浓度PM2.5污染事件出现频率较高。

图4 广安2016 年PM2.5 质量浓度日均频率季节分布

2.4 PM2.5 不同事件尺度污染事件分析

本研究以国家质量标准为依据，以二级浓度限值75 μg/m3为标准，规定大于此浓度限值的为一次污染事件，从而将PM2.5污染事件分为三大类：2～3 d、4～5 d 和5 d 以上污染事件。其中在时间跨度分节点上，规定污染事件的起始天所属的季节或年份为此次污染事件的季节或年份。广安市2015—2016 年PM2.5污染事件发生的分布情况如下页图5 所示。2015 年污染频次显著高于2016 年。其中5 d 以上污染事件主要发生在冬季和春季。2～3 d 污染事件在春季、秋季、冬季均有发生，主要分布在春秋两季，表明这两个季节易发生短时间PM2.5污染。2016 年冬季污染重，长时间污染的频次相比2015 年有所下降，而以短时间2～3 d 的污染为主。