大連大氣污染物特征與氣象要素的聯(lián)系

張曉峰

摘 要：根據(jù)2018年大連市大氣污染物類別與同期氣象觀測(cè)資料，對(duì)大連市污染物出現(xiàn)與氣象要素之間的關(guān)系進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：大連市2018年空氣質(zhì)量整體較好，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)占86.8%，O3濃度的季節(jié)變化為春季最高、冬季最低，其他污染物濃度變化為冬季最高，夏季最低。

關(guān)鍵詞：大連市；大氣污染物；氣象因子；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)：S161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515060

前言

隨著遼寧省近年來(lái)進(jìn)行的大氣污染防治一系列舉措，采暖期的污染水平較歷史同期已經(jīng)有了明顯的緩解，但SQ2、NO2、O3、CO和可吸入顆粒物（PM2.5、PM10）仍然是影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要污染物，而大氣污染特征和氣象要素有著密切的聯(lián)系，對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害以及人類生產(chǎn)生活和人體健康造成嚴(yán)重，現(xiàn)已成為環(huán)境學(xué)家研究的熱點(diǎn)[1，2]，現(xiàn)已通過(guò)測(cè)定6項(xiàng)污染物濃度大小來(lái)衡量城市環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)良度[3，4]。

遼寧省位于溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)雨熱同季、四季分明。從季節(jié)上看，春季為3—5月，冷暖空氣交替頻繁，常出現(xiàn)南北大風(fēng)；夏季為6—8月，高溫高濕、雨量充沛、日照豐富；秋季為9—11月，西北風(fēng)增強(qiáng)溫度下降；冬季為12月—次年2月，溫度偏低、降水和日照數(shù)偏少?？傮w來(lái)說(shuō)，夏秋季大氣擴(kuò)散較好，春冬季擴(kuò)散條件相對(duì)較差。

大連市為遼寧省下轄地級(jí)市，別稱濱城，位于遼寧省遼東半島南端，因地理?xiàng)l件兼有海洋性氣候特點(diǎn)，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，降雨集中，季風(fēng)明顯，所以大連市氣象條件與遼寧省其他城市有所差別，大氣污染物特征也有所偏差。

1 研究方法

1.1 空氣質(zhì)量實(shí)況數(shù)據(jù)與預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)

使用2018年大連市空氣污染物實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與遼寧省氣象部門(mén)給出的氣象要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.2 大氣污染物和氣象數(shù)據(jù)來(lái)源

大氣污染物數(shù)據(jù)主要來(lái)自大連市空氣質(zhì)量[5]國(guó)控點(diǎn)位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中包括：SQ2、NO2、O3、CO、PM2.5和PM10，在線監(jiān)測(cè)使用設(shè)備均為美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的環(huán)境設(shè)備，國(guó)控站點(diǎn)運(yùn)維為國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站指定第三方、采用標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維守則和規(guī)范，以減少監(jiān)測(cè)設(shè)備造成的系統(tǒng)誤差。

氣象數(shù)據(jù)主要來(lái)源于東北氣象中心在大連市安設(shè)的氣象參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，并與遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心簽訂協(xié)議，實(shí)時(shí)將采集數(shù)據(jù)通過(guò)氣象專網(wǎng)傳送到對(duì)方服務(wù)器中，站點(diǎn)運(yùn)維同樣為專人指定，定期進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，可以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 空氣質(zhì)量各級(jí)別占比

2018年大連市大氣各項(xiàng)污染物占比分別為PM2.5占比12.1%、PM10占比13.4%、O3占比41.1%、NO2占比4.4%，另外SQ2與CO并未作為首要污染物出現(xiàn)，優(yōu)良天沒(méi)有首要污染物占比29%。

從以上數(shù)據(jù)可知，大連市污染物特征為：以O(shè)3為主的污染占比重較大，而O3污染則主要發(fā)生在4—10月，是大連市比較常見(jiàn)的一種污染類型；而可吸入顆粒物（PM2.5和PM10）污染則多發(fā)于11—12月及第2年的1—3月，發(fā)生原因多為供暖燃煤及焚燒秸稈導(dǎo)致的。

2.3 氣象要素分析

由于大連市的地理?xiàng)l件導(dǎo)致早晚溫差不大，月均溫度在-7～26.6℃之間。已有研究結(jié)果表明，O3的產(chǎn)生主要來(lái)自于光化學(xué)反應(yīng)[6]，O3濃度變化速率與太陽(yáng)紫外線輻射強(qiáng)度、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCS）及NOX等物質(zhì)密切相關(guān)[7]。大連市夏季沿海太陽(yáng)光照強(qiáng)烈，加之海水反射紫外線促進(jìn)臭氧生成，所以導(dǎo)致O3污染頻發(fā)。

因?yàn)榇筮B受海陸風(fēng)作用，全年濕度維持在50%以上、風(fēng)速月均值在6m/s以上，濕度趨勢(shì)為“兩谷夾一峰”，夏季地面濕度最高而春季和冬季濕度最低；風(fēng)速則正好相反，夏季地面風(fēng)速較低，冬春季風(fēng)速較高。

從大連市全年的O3污染趨勢(shì)看，O3發(fā)生的條件與溫度有正相關(guān)性、與濕度、風(fēng)速具有反相關(guān)性，溫度越高O3污染越容易產(chǎn)生，濕度越大、風(fēng)速越高O3越不容易形成污染。

3 總結(jié)

大連市2018年整體空氣質(zhì)量較好，優(yōu)良天數(shù)比例為86.8%，首要污染物以O(shè)3為主占比41.1%，可吸入顆粒物污染占比為25.5%，僅采暖季和夏季出現(xiàn)中度及以上污染，污染類型較為簡(jiǎn)單；大連市O3污染與溫度、風(fēng)力等氣象要素有關(guān)，可吸入顆粒物污染與濕度、風(fēng)力等氣象要素有關(guān)；因大連市本地排放量和氣候特征等因素影響，當(dāng)?shù)豊O2、SQ2與CO污染較輕，成為首要污染物發(fā)生率較低；大連市O3為首要污染物占比較大的為5—9月，春季則很少發(fā)生。而7月份雖然溫度較高、太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，但因雨水充足、地面濕度較大，所以O(shè)3污染反而有所下降；大連市雖然O3作為首要污染物頻繁出現(xiàn)，但因?yàn)楸镜負(fù)]發(fā)性有機(jī)物（VOCS）及NOX等物質(zhì)排放量較低，所以污染物濃度不高，不會(huì)造成較重的污染過(guò)程。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘月鵬， 王躍思， 胡波， 等.北京奧運(yùn)時(shí)段河北香河大氣污染觀測(cè)研究[J].環(huán)境科學(xué)， 2010， 31（1）：1-9.

[2] Schwartz S E.The whitehouse effect-Shortwave radiative forcing of climate by anthropogenic aerosoIs：an overview[J].Journal of Aerosol Science，2010，27（3）：359-382.

[3] 劉方， 王瑞斌， 李鋼.中國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)， 2004， 20（6）：9-10.

[4] 徐惠， 翟鈞， 劉振全， 等.蘭州市大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及治理對(duì)策研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)， 2003， 29（5）：4-5， 9.

[5] 賀泓， 謝品華， 李國(guó)輝， 等.“大氣國(guó)十條”實(shí)施以來(lái)京津冀PM2.5控制效果評(píng)估報(bào)告[J].中國(guó)科學(xué)院院刊， 2015（5）：668-678.

[6] Kleinman L I.Ozone process insights from field experimentspartⅡ：Observation-based analysis for ozone production[J].Atmospheric Environment，2000，34（12/13/14）：2023-2033.

[7] 安俊琳， 王躍思， 李昕， 等.北京地面紫外輻射與空氣污染的關(guān)系研究[J].環(huán)境科學(xué)， 2008， 29（4）：1053-1058.