張爽爽+楊超凡
摘 要:隨著鄭州市逐步城市化,工業(yè)化,成為國內(nèi)最大的交通中心,霾也越來越嚴(yán)重影響著這個(gè)城市。本文將具體實(shí)際的數(shù)據(jù)列成圖表,分析鄭州市霾的成因以及特征,發(fā)現(xiàn)鄭州市霾高發(fā)于冬季,受燃煤供暖以及交通廢氣影響最大,并且在一天中,下午的空氣質(zhì)量相對(duì)早晨要好。
關(guān)鍵詞:霾;PM2.5;AQI
霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘W咏M成的。它也能使大氣渾濁,視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化,如果水平能見度小于10000米時(shí),將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾(Dust-haze)?;姻蔡鞖舛喟l(fā)生于冬季,大大降低空氣的能見度,嚴(yán)重影響人們的出行和生活,對(duì)人類的身體健康也有嚴(yán)重的影響。
王秦[1]等發(fā)現(xiàn)與正常天氣相比,霧霾天氣發(fā)生時(shí)PM2.5和其中的27種元素濃度均升高,其中As,Cr,Pb,Ti和V等重金屬是PM2.5中的主要無機(jī)污染物;趙晨曦等[2]通過日變化反映了PM2.5和PM10濃度具有較好的相關(guān)性,且受氣象條件影響顯著。
1 霧和霾的區(qū)別
霧和霾是兩種天氣現(xiàn)象,是懸浮在貼近地面大氣層中的大量微細(xì)水滴(或冰晶)的可見集合體,對(duì)身體健康影響不大。霾主要是人為因素造成的,霾粒子的分布比較均勻,而且灰霾粒子的尺度比較小,從0.001微米到10微米,平均直徑大約在1-2微米左右,為肉眼看不到空中飄浮的顆粒物,可被人體呼吸道吸入,影響健康。目前霧和霾主要是依靠相對(duì)濕度來區(qū)分的,吳兌多次建議將相對(duì)濕度的閾值定為90%,作為區(qū)分輕霧與霾的輔助判據(jù)[3]。
2 霾的成因
霧霾的源頭多種多樣,比如汽車尾氣、冬季供暖、工業(yè)排放、建筑揚(yáng)塵、垃圾焚燒,甚至火山噴發(fā)等等,霧霾天氣通常是多種污染源混合作用形成的?;姻驳男纬芍饕强諝庵袘腋〉拇罅课⒘:蜌庀髼l件共同作用的結(jié)果,其成因有三:水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多;垂直方向上逆溫層的存在;空氣中懸浮顆粒物的增加。
鄭州市為受霧霾影響嚴(yán)重的城市之一。圖 1顯示了從2015年1月起到2016年12月鄭州市PM2.5月變化趨勢(shì),從圖中我們可以看出,PM2.5的濃度每年從11月份左右開始明顯上升,在1月份達(dá)到峰值,3月份回落,8月份左右達(dá)到低谷。造成此現(xiàn)象的原因可能為:
(1)燃煤是形成霧霾的重要誘因之一。鄭州市集中供暖啟動(dòng)時(shí)間為11月中旬,目前仍使用大量煤炭作為能源提供熱量,煤炭燃燒產(chǎn)生大量的煙塵及硫酸鹽等粒子,都為霾的重要組成因素;
(2)鄭州市是我國的交通中心,人口稠密,1月份迎來春運(yùn)熱潮,加劇了空氣中懸浮顆粒物的增加;
3 根據(jù)PM2.5日濃度變化來看霾的特征
PM2.5是霾的主要成分之一,多地都將PM2.5的濃度作為霾預(yù)警指標(biāo)。根據(jù)中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)[4]數(shù)據(jù)分析顯示,PM2.5濃度和PM10濃度在一天中變化趨勢(shì)一致,呈良好的相關(guān)性,空氣質(zhì)量指數(shù)AQI也和PM2.5濃度變化趨勢(shì)一致。圖 2為鄭州市某一典型霾天氣各種污染物濃度在一天中的變化,從圖中可以看出,SO2,CO,NO2和O3濃度在一天中波動(dòng)不大,而PM2.5和PM10具有較大的波動(dòng),因此AQI也隨之波動(dòng)。PM2.5濃度在14點(diǎn)左右降低,此時(shí)一天中氣溫最高,近地面空氣溫度較高,空氣團(tuán)向上流動(dòng),微小的粉塵粒子也隨之上升,因此近地面PM2.5和PM10濃度將下降。到了晚上,近地面空氣溫度漸漸冷卻下來,空氣團(tuán)攜帶者粉塵微粒重新返回近地面。所以說,在無特殊情況干擾時(shí),傍晚的空氣要比清晨的空氣新鮮。
4 結(jié)論
根據(jù)上述分析發(fā)現(xiàn),燃煤和交通是造成鄭州市霾天氣的重要因素,致使鄭州市11月份空氣污染程度升高,1月份達(dá)到峰值,3月份回落的主體趨勢(shì)。隨著PM2.5濃度的變化霾的嚴(yán)重程度在一天內(nèi)也會(huì)有一定的變化,凌晨時(shí)分污染物濃度最高,下午會(huì)相對(duì)較低一些。
參考文獻(xiàn)
[1]王秦,陳曦,何公理等.北京市城區(qū)冬季霧霾天氣PM2.5中元素特征研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2013,33(6):1441-1445.DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2013)06-1441-05.
[2]趙晨曦,王云琦,王玉杰等.北京地區(qū)冬春PM2.5和PM10污染水平時(shí)空分布及其與氣象條件的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué),2014,35(2):418-427.
[3]吳兌.再論都市霾與霧的區(qū)別[J].氣象,2006,32(4):9-15.DOI:10.3969/j.issn.1000-0526.2006.04.002.
[4]中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)https://www.aqistudy.cn/