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        包頭市區(qū)2018 年大氣污染特征及來源分析

        2020-01-05 01:27:21李瑞英田海軍董煒華李曉強(qiáng)王海濤翟麗華
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2020年23期
        關(guān)鍵詞:東河包頭市點(diǎn)位

        李瑞英 田海軍 董煒華* 李曉強(qiáng) 王海濤 翟麗華

        (1、長春師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,吉林 長春130032 2、內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭014030 3、長春市第48 中學(xué),吉林 長春130032)

        大氣污染是自然和人為因素共同作用所產(chǎn)生的綜合結(jié)果[1]。人類活動使大氣中二氧化硫、氮氧化合物、臭氧、一氧化碳和大氣中的顆粒物(PM10、PM2.5)的6 種污染物的濃度明顯上升。我國主要通過測定這6 種污染物濃度的大小來衡量某一城市環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)良程度[2]。包頭市是內(nèi)蒙古重要的工業(yè)城市,包鋼廠區(qū)鋼鐵、鋁生產(chǎn)、稀土開采,都會增加污染物排放量,會影響城市環(huán)境質(zhì)量。本文在前人基礎(chǔ)上從全國空氣質(zhì)量指數(shù)網(wǎng)(Air level)獲取包頭市2018 年P(guān)M10、PM2.5、SO2、NO2、CO 和O3的6 種大氣污染物的濃度變化數(shù)據(jù),結(jié)合包頭市自然條件和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相關(guān)資料,分析包頭市大氣污染物的特征。

        1 材料與方法

        1.1 研究區(qū)域概況

        包頭市(109°15′E~110°26′E,40°15′N~42°43′N)位于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)和黃河上游,位于內(nèi)蒙中西部。其地形為山前洪積平原,中間高、南北低,西高東低。包頭屬半干旱中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。全年平均氣溫為7.2℃,一年四季溫差大,光照條件比較好。

        1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

        收集包頭2018 年(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO) 和O3濃度變化數(shù)據(jù)和風(fēng)速、氣溫、濕度及風(fēng)向等氣象資料。數(shù)據(jù)獲取來自全國空氣質(zhì)量指數(shù)網(wǎng)(Air level) 和包頭氣象站。采用excel 2010、Origin8.6 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 大氣污染物的時(shí)間變化特征分析

        2.1.1 月變化特征

        PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO 濃度變化在11 月和12 月都達(dá)到了最高值,其最高濃度值為96.07ug/m3、48.97ug/m3、35.93 ug/m3、51.50 ug/m3、1.58mg/m3;分別在8、4、7、5 月達(dá)到了最 低 值, 濃 度 為44.32ug/m3、17.07ug/m3、10.55 ug/m3、25.10 ug/m3、0.66 mg/m3。PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO 在11、12 月都達(dá)到最高值。 PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO 在4-8 月比較低,可能夏季降水集中、雨水多、空氣濕度大,大氣污染物受到雨水沖刷和稀釋,濃度下降。O3與其他的大氣污染物變化趨勢相反,在7 月達(dá)到了最大值,為135.42 ug/m3;冬季12 月最低,為41.13ug/m3。6-8月包頭地區(qū)溫度較高,太陽輻射強(qiáng),加快了大氣光化學(xué)反應(yīng),日照強(qiáng)度和溫度升高都有利于產(chǎn)生更多O3。秋季過后溫度降低,太陽輻射強(qiáng)度減弱,生成O3速率減慢,冬季12 月O3濃度最低。

        2.1.2 季節(jié)變化特征

        大氣中PM10濃度季節(jié)變化冬季最高、夏季和春季較低,其中夏季最低。濃度值為冬季(84.02ug/m3)>秋季(74.84ug/m3)>春季(57.58ug/m3)>夏季(48.44ug/m3)。PM2.5、NO2、SO2和CO 的濃度季節(jié)變化特征規(guī)律冬季最高,夏季最低。O3濃度季節(jié)變化與其他污染物相反,夏季濃度最高,春季次之,冬季最低,且夏季與其他三個(gè)季節(jié)差異顯著。

        2.2.大氣污染物空間變化特征分析

        在6 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位中:一年中PM10和PM2.5濃度空間變化分別在青山賓館站點(diǎn)和惠龍物流站點(diǎn)最好,都在東河城環(huán)局站點(diǎn)最差。O3濃度空間分布變化在東河城環(huán)局站點(diǎn)最好,惠龍物流站點(diǎn)最差;SO2、CO、NO2濃度空間分布變化都在東河鴻龍灣站點(diǎn)最好,包百大樓和東河城環(huán)局站點(diǎn)最差。東河城環(huán)局一年四季PM10、PM2.5以及NO2濃度空間分布變化明顯高于其他點(diǎn)位;包百大樓和東河城環(huán)局點(diǎn)位一年四季的SO2的濃度要高于其他點(diǎn)位;包百大樓、青山賓館2 個(gè)點(diǎn)位CO 濃度高于其他點(diǎn)位;惠龍物流、青山賓館和市環(huán)境監(jiān)測站六種污染物的濃度的空間變化相近,總體上六種污染物的濃度值都比東河城環(huán)局、包百大樓和東河鴻龍灣濃度值低。

        3 大氣污染物影響因素及來源分析

        通過對包頭市區(qū)大氣污染物的時(shí)間和空間變化特征分析,6種污染物的濃度變化在秋季都比較低,可能由于秋季風(fēng)大,風(fēng)速越大的時(shí)候,加快了污染物輸送和擴(kuò)散,濃度值就會降低,風(fēng)速會影響大氣環(huán)境。但在春季時(shí)除O3以外其他五種污染物濃度都比較高,由于春季風(fēng)沙多,風(fēng)速超過一定值時(shí),造成地面的揚(yáng)塵增加,粗顆粒物增多。O3濃度在夏季是最高的,夏季溫度高,太陽輻射強(qiáng),增加了O3的產(chǎn)生,溫度也會影響大氣污染物的濃度。PM10、PM2.5在冬季的時(shí)候濃度高,由于冬季溫度低,天氣晴朗,風(fēng)速小形成穩(wěn)定的天氣,顆粒物的擴(kuò)散受到阻礙匯聚在一起,形成了霧霾。夏季降水集中,增加了雨水沖刷作用,濃度降低,濕度也是影響大氣污染物濃度變化的氣象因素之一。在夏季SO2和NO2可能易與水汽結(jié)合,形成亞硫酸和硝酸,使得濃度降低。

        大氣污染的主要來源是氮氧化物,包頭支柱產(chǎn)業(yè)為重工業(yè),如鋼鐵,鋁業(yè),電力,稀土等產(chǎn)業(yè)。大量化石燃料燃燒,大量消耗能源結(jié)構(gòu),煤塵,煤灰增加是大氣污染來源之一;人為因素也會影響大氣污染物的濃度變化,人們不斷的獲取資源,導(dǎo)致了資源過度開采和嚴(yán)重的大氣污染。人們購買私家車越來越多,尾氣排放量越來越多.

        4 結(jié)論

        包頭市區(qū)總體的空氣質(zhì)量比較好,夏季和秋季的空氣質(zhì)量優(yōu)于春季和冬季。大氣污染物時(shí)間變化特征特征一年四季中大氣污染物PM10 濃度值春季最高,夏季最低;PM2.5、SO2、NO2和CO 的濃度值都在冬季達(dá)到了最高值、夏季達(dá)到了最低值,但是O3濃度的變化在各個(gè)季節(jié)中夏季為最高、冬季為最低。其空間變化特征是總體上東河城環(huán)局和包百大樓PM10、PM2.5濃度高于其他點(diǎn)位。包百大樓與東河城環(huán)局SO2、NO2的濃度高于其他點(diǎn)位。市環(huán)境監(jiān)測站和東河城環(huán)局點(diǎn)位高于其他點(diǎn)位。包頭市區(qū)大氣污染物主要來源于本市重工業(yè)的生產(chǎn)、自然條件、化石燃料燃燒。本文仍然存在一些問題,調(diào)查的范圍不夠廣,還需要進(jìn)一步研究。

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