宋志偉

摘 要：利用2016年武清區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了武清區(qū)PM2.5及SO2、NO2等典型大氣污染物濃度變化特征和相互關(guān)系。結(jié)果表明：2016年P(guān)M2.5污染較嚴(yán)重，年均濃度分別為73μg·m-3，超標(biāo)1.1倍。大氣中SO2年均值為25μg·m-3，NO2年均值47μg·m-3。冬季及春秋季節(jié)大氣中存在明顯的二次轉(zhuǎn)化過程，大氣中的SO2和NO2通過轉(zhuǎn)化生成硝酸鹽和硫酸鹽，對(duì)PM2.5濃度變化具有重要影響。

關(guān)鍵詞：武清區(qū) 細(xì)顆粒物 氣態(tài)前體物

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0119-02

大氣污染是京津冀地區(qū)目前面對(duì)的最重要環(huán)境問題，其污染機(jī)理復(fù)雜，影響因素眾多，呈現(xiàn)明顯的復(fù)合性和區(qū)域性特征，處于煤煙-汽車尾氣型污染綜合作用的階段，表現(xiàn)出細(xì)顆粒物與臭氧都以高濃度水平存在的特征。其中PM2.5已成為大氣污染中最重要的污染物，其來源受人為的影響較大[1-3]。位于京津之間的武清區(qū)近年來經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，煤炭消費(fèi)和機(jī)動(dòng)車保有量持續(xù)增加，秋冬季空氣污染問題十分突出。因此對(duì)天津武清區(qū)環(huán)境空氣中PM2.5及SO2、NO2等氣態(tài)前體物變化特征的研究對(duì)于該地區(qū)大氣污染治理工作具有重要意義。

該研究采用2016年1～12月天津武清區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析該區(qū)域PM2.5、SO2、NO2的濃度水平、季節(jié)變化，討論P(yáng)M2.5與SO2、NO2等氣態(tài)前體物之間的關(guān)系，評(píng)估該地區(qū)的空氣污染現(xiàn)狀，為武清區(qū)大氣污染治理提供技術(shù)支撐。

1 資料與評(píng)價(jià)方法

1.1 大氣污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

細(xì)顆粒物PM2.5、氣態(tài)污染物SO2、NO2的濃度數(shù)據(jù)來自武清區(qū)大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，時(shí)間是2016年1月1日至12月31日。按照氣象學(xué)上分類，3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月、1月和2月為冬季。

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)及大氣污染物PM2.5、SO2、NO2超標(biāo)情況評(píng)價(jià)采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）。

2 結(jié)果分析

2.1 2016年P(guān)M2.5等顆粒物濃度水平與季節(jié)變化

武清區(qū)2016年P(guān)M2.5日均值變化范圍為9～358 μg·m-3，年均值73 μg·m-3，比2015年升高7%，超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.1倍。全年P(guān)M2.5超標(biāo)率達(dá)到36%，在冬季更為突出。2016年各季節(jié)PM2.5均值濃度順序依次為：冬季（90 μg·m-3）>秋季（77 μg·m-3）>春季（63μg·m-3）>夏季（59 μg·m-3）。為分析粗粒子（PM2.5-10）、細(xì)粒子（PM2.5）對(duì)PM10的質(zhì)量濃度貢獻(xiàn)，計(jì)算了PM2.5與PM10平均比值為0.68（圖1），說明PM10的質(zhì)量濃度主要集中在粒徑2.5μm以下的細(xì)顆粒。特別是冬季12月細(xì)粒子PM2.5占PM10達(dá)到80%，明顯高于北方城市PM2.5/PM10的平均水平40%～60%[1]，說明武清地區(qū)冬季細(xì)顆粒物污染更為突出。由于PM2.5粒子體積小，重量輕和數(shù)量多，干濕沉降過程對(duì)其清除效率低，導(dǎo)致其在大氣中停留時(shí)間長，輸送距離遠(yuǎn)，影響范圍很大，表現(xiàn)為一種區(qū)域性污染物。

2.2 SO2、NO2等氣態(tài)污染物濃度變化

2016年SO2日均值變化范圍為2～102 μg·m-3，年均值25 μg·m-3，達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（60 μg·m-3）。SO2濃度季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季（38 μg·m-3）>春季（26 μg·m-3）>秋季（21 μg·m-3）>夏季（14 μg·m-3）?？梢钥闯龆静膳济涸斐闪薙O2大量排放，致使冬季SO2濃度水平明顯高于其它非采暖季。2016年NO2日均值變化范圍為9～157μg·m-3，年均值47 μg·m-3，超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（40μg·m-3）0.2倍。NO2季節(jié)變化表現(xiàn)為：冬季NO2平均濃度最高，為59μg·m-3；其次為秋季達(dá)到51μg·m-3，春季NO2濃度為42μg·m-3，夏季NO2平均濃度最低，為36μg·m-3。冬季燃煤排放與機(jī)動(dòng)車尾氣、氣象條件不利于擴(kuò)散可能是造成NO2濃度高值的重要原因，而夏季降水頻繁、湍流活動(dòng)旺盛等氣象條件更有利于污染物擴(kuò)散清除。

2.3 PM2.5細(xì)顆粒物濃度變化與SO2、NO2等氣態(tài)污染物關(guān)系

大氣中PM2.5顆粒物不僅來自于污染源的直接排放，也來自于SO2、NOx及VOC等氣態(tài)前體物在大氣中通過均相或非均相（在顆粒物表面）反應(yīng)生成硫酸鹽、硝酸鹽和有機(jī)氣溶膠等二次顆粒物[3]。從季節(jié)分布看，冬季武清地區(qū)PM2.5與NO2相關(guān)性最強(qiáng)（r=0.88，P<0.05），其次為春季（r=0.71，P<0.05）和秋季（r=0.69，P<0.05）；PM2.5與SO2相關(guān)性在春季（r=0.73，P<0.05）和秋季（r=0.71，P<0.05）最強(qiáng)，冬季相對(duì)較弱（r=0.47，P<0.05）；夏季PM2.5與SO2、NO2均無顯著相關(guān)性（P>0.05）。這一結(jié)果可能說明武清地區(qū)大氣中存在明顯的二次轉(zhuǎn)化過程，大氣中的SO2和NO2通過均相或非均相（在顆粒物表面）反應(yīng)生成硝酸鹽和硫酸鹽，對(duì)PM2.5濃度變化具有重要影響。

3 結(jié)論

（1）武清區(qū)2016年P(guān)M2.5污染較嚴(yán)重。年均濃度分別為73μg·m-3，超標(biāo)1.1倍。全年P(guān)M2.5超標(biāo)率達(dá)到36%，在冬季更為突出。全年P(guān)M2.5與PM10平均比值為0.68，說明PM10的質(zhì)量濃度主要集中在粒徑2.5μm以下的細(xì)顆粒。

（2）2014年武清區(qū)大氣中SO2年均值為25 μg·m-3，達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。NO2年均值47 μg·m-3，超標(biāo)0.2倍。冬季及春秋季節(jié)大氣中存在明顯的二次轉(zhuǎn)化過程，大氣中的SO2和NO2轉(zhuǎn)化生成硝酸鹽和硫酸鹽，對(duì)PM2.5濃度變化具有重要影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 張普，譚少波，王麗濤，等.邯鄲市大氣顆粒物污染特征的監(jiān)測(cè)研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（10）：2679-2685.

[2] 徐虹，肖致美，孔君，等.天津市冬季典型大氣重污染過程特征[J].中國環(huán)境科學(xué)，2017，37（4）：1239-1246.

[3] 丁萌萌，周健楠，劉保獻(xiàn)，等.2015年北京城區(qū)大氣PM2.5中NH4+、NO3-、SO42- 及前體氣體的污染特征[J].環(huán)境科學(xué)， 2017，38（4）：1307-1316.