龍其霖，王玉升

(德州邦達(dá)工程咨詢有限公司，山東 德州 253023)

PM2.5指的是大氣中直徑小于2.5μm的細(xì)顆粒物，PM2.5不僅會(huì)造成霧霾天氣，吸入后還導(dǎo)致多種健康危害，是評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。國外對(duì)于顆粒物的研究進(jìn)行的較早，其中以美國對(duì)于PM2.5的研究開展的最早，也最為深入。1997年美國EPA首次頒布了細(xì)顆粒物的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，年均值為0.015mg/m3，日均值為0.065mg/m3[1]。中國對(duì)于PM2.5顆粒物的研究起步相對(duì)較晚，對(duì) PM2.5 的監(jiān)測(cè)相對(duì)滯后，國內(nèi)率先開展PM2.5 監(jiān)測(cè)的城市有廣州、武漢、蘭州和重慶[2-5]，我國在2012年將其作為常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文研究的主要目的是根據(jù)區(qū)域變化特征，季節(jié)特征及其日變化特征，提出對(duì)德州市PM2.5污染防治的對(duì)策。

1 研究方法、內(nèi)容

1.1 研究方法

圖1 德州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布示意圖

本研究根據(jù)德州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站提供的監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息，選取了德州市的監(jiān)理站，監(jiān)測(cè)站，黑馬集團(tuán)，兒童樂園，華宇技校，雙一集團(tuán)六個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息及位置分布見示意圖1。

1.2 研究?jī)?nèi)容

(1)德州市PM2.5的區(qū)域性變化特征。

(2)德州市PM2.5的季節(jié)性變化特征。

(3)德州市PM2.5的日變化特征。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 PM2.5污染的區(qū)域分布特征

根據(jù)2013年度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，得出德州市六個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM2.5的年平均濃度值(圖2)：雙一集團(tuán)>監(jiān)測(cè)站>監(jiān)理站>兒童樂園>黑馬集團(tuán)>華宇技校。根據(jù)山東省關(guān)于PM2.5的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表2所示。

圖2 德州市PM2.5的年平均濃度值表2 山東省對(duì)PM2.5的等級(jí)劃分

mg/m3

由圖2可見，PM2.5濃度從高到低依次為:雙一集團(tuán)0.155mg/m3，監(jiān)測(cè)站0.146 mg/m3，監(jiān)理站0.138 mg/m3，兒童樂園0.132 mg/m3，黑馬集團(tuán)0.130 mg/m3，華宇技校0.127 mg/m3。德州市全年P(guān)M2.5平均濃度都超過0.12mg/m3，是中度污染，甚至還有重度污染。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的數(shù)據(jù)較為樂觀，其次是德城區(qū)，雙一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的污染最為嚴(yán)重。

德州霧霾污染的區(qū)域性特征表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是全國霧霾污染嚴(yán)重的區(qū)域比較集 中，工業(yè)區(qū)污染源密集,能源消耗量和污染物排放量都很大，PM2.5污染最嚴(yán)重。另一方面是霧霾的跨區(qū)域影響顯著，受到大氣環(huán)流等氣象學(xué)因素的影響，以及隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展以及大城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，霧霾污染物在相鄰省份及城市之間擴(kuò)散的現(xiàn)象愈發(fā)明顯。

2.2 PM2.5污染的季節(jié)變化特征

圖3 德州市PM2.5的質(zhì)量濃度年變化

對(duì)PM2.5的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，1月份平均質(zhì)量濃度最高，6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別達(dá)到了0.266mg/m3、0.233 mg/m3、0.241 mg/m3、0.259 mg/m3、0.248 mg/m3、0.260 mg/m3。由圖3我們可以清楚看出，PM2.5的濃度呈冬春季高，夏季低的趨勢(shì)。月濃度最高值出現(xiàn)在冬春季節(jié)的1月、2月和3月，低值出現(xiàn)在夏季的7月、8月。

德州冬季PM2.5的平均濃度最高，秋季與春季次之，夏季平均濃度最低。夏季PM2.5的來源相對(duì)比較單一，主要為機(jī)動(dòng)車排放，因此夏季PM2.5質(zhì)量濃度相對(duì)其它季節(jié)較低。夏季天氣炎熱，而且較頻繁的降雨及大風(fēng)天氣，有利于PM2.5的擴(kuò)散和清除，因而一年中夏季的PM2.5濃度最低。雖然夏季的平均濃度最低，但是從圖上我們可以看出在6月夏初的時(shí)候PM2.5的濃度較高。由于每年的5月下旬 到6月上旬是中國冬小麥?zhǔn)斋@時(shí)期，農(nóng)民對(duì)秸稈進(jìn)行焚燒向大氣排放大量空氣污染物，使得空氣質(zhì)量遭遇突變。秋季受極地大陸氣團(tuán)影響，降水減少，多秋高氣爽天氣，PM2.5濃度相對(duì)較低。春季PM2.5主要來自北方沙塵，德州的春季多大風(fēng)天氣，使得地表揚(yáng)塵進(jìn)入空氣中形成一定范圍的顆粒物，所以早春3月PM2.5的濃度較高。

德州冬季出現(xiàn)最高值的主要原因有兩個(gè)：一是本地污染物排放濃度高、強(qiáng)度大，包括采暖期燃煤量顯著升高，地面附近灰塵、汽車尾氣難以擴(kuò)散稀釋，導(dǎo)致PM2.5及其前體物(二氧化硫、氮氧化物、VOCs等)的排放量增加；二是氣象條件不利于大氣污染物擴(kuò)散，冬季寒冷干燥，氣壓穩(wěn)定，風(fēng)力微弱，是全年降水最少的季節(jié)，地面逆溫頻率的增加使污染物在近地層不斷積累，導(dǎo)致一次排放和二次轉(zhuǎn)化成的PM2.5在近地面大氣中逐漸累積，達(dá)到高濃度水平。

PM2.5的濃度在冬季最高，在夏季最低，反映冬季采暖燃燒源對(duì)細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)較大，而春季頻繁發(fā)生的沙塵天氣則對(duì)粗顆粒物的貢獻(xiàn)較大。

2.3 PM2.5污染的日變化特征

本文研究德州市PM2.5的日變化，分為兩個(gè)時(shí)間段的，一個(gè)是1月份的日變化，一個(gè)是7月份的日變化。本文選擇了2013年1月份31天從0點(diǎn)到24點(diǎn)的4464個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算同一個(gè)時(shí)刻的PM2.5的檢測(cè)值求平均值，得出德州市的1月份與7月份PM2.5的日均變化，如圖4、圖5所示。

圖4 德州市1月份PM2.5濃度的日均變化

由圖可見，在不同時(shí)間段監(jiān)測(cè)到PM2.5濃度值是不同的。1月份的污染比較嚴(yán)重，PM2.5濃度波動(dòng)比較小，但是我們也能看出在早上8時(shí)到10時(shí)PM2.5的濃度是升高的。7月份的變化呈現(xiàn)雙峰模式，也是早上8時(shí)到10時(shí)升高，下午6時(shí)到8時(shí)濃度升高。除了特殊天氣外，一般早晚兩個(gè)時(shí)段的PM2.5濃度比較高，午后最低。通常而言，每天上午的8時(shí)到10時(shí)，下午的6時(shí)到晚上8時(shí)，這正是每天上下班的高峰期，汽車尾氣排放量大，市民活動(dòng)頻繁，是導(dǎo)致這兩個(gè)時(shí)段空氣中PM2.5數(shù)值最高的原因之一。

圖5 德州市7月份PM2.5的日均變化

3 對(duì)策研究

防治PM2.5污染,控制PM2.5污染排放是改善空氣質(zhì)量的根本措施,其主要途徑有：

(1)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源利用普及率；

(2)加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車管理，減少機(jī)動(dòng)車排放尾氣；

(3)減少揚(yáng)塵；

(4)提高城市綠化率，增強(qiáng)綠地對(duì) PM2.5 的吸附作用；

(5)加強(qiáng)對(duì)霧霾治理的立法以及執(zhí)法。

4 結(jié)論與展望

通過對(duì)德州市PM2.5的研究得到以下結(jié)論:

(1)德州市細(xì)顆粒物PM2.5的質(zhì)量濃度存在明顯的時(shí)間變化，說明PM2.5質(zhì)量濃度受季節(jié)變化影響較大。

(2)PM2.5污染過程大致呈現(xiàn)鋸齒型的分布特征，一天中PM2.5濃度大致呈現(xiàn)早晚兩個(gè)峰值，屬于上下班高峰期，所以汽車尾氣的排放也是影響PM2.5濃度的重要因素。

(3)德州6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，濃度變化基本保持一致，但是雙一集團(tuán)最高，華宇技校最低，說明工業(yè)集中的地方PM2.5濃度越高。

(4)德州市冬春季節(jié)污染濃度高于夏秋季節(jié)，采暖季節(jié)燃煤量對(duì)PM2.5濃度影響非常大。夏季的雨水對(duì)PM2.5有沖刷作用，大氣條件有利于PM2.5的擴(kuò)散。

通過源頭控制污染，通過對(duì)燃煤、露天燃燒、揚(yáng)塵等多反面的控制，減少PM2.5的排放。加強(qiáng)霧霾治理的立法執(zhí)法，完善有關(guān)于這方面的法律體系，一定能夠迎來藍(lán)天白云。