陳麗珠 夏雨 陳興

隨著我國(guó)工業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大量污染物的排放使大氣環(huán)境問(wèn)題日益突出。受大氣環(huán)流的影響，一個(gè)地區(qū)的大氣污染狀況不僅與當(dāng)?shù)氐奈廴疚锱欧庞嘘P(guān)，還受到污染物輸送過(guò)程的中遠(yuǎn)距離影響，大氣環(huán)境質(zhì)量特征呈現(xiàn)出一種區(qū)域性。區(qū)域性的高濃度大氣污染還會(huì)誘發(fā)疾病，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，因此區(qū)域大氣污染輸送問(wèn)題導(dǎo)致的空氣質(zhì)量變化是近年來(lái)大氣環(huán)境研究的熱點(diǎn)。

近幾年來(lái)，長(zhǎng)春市大氣環(huán)境變化頻率增加，霧霾問(wèn)題日益突出。本研究利用TrajStat后向軌跡模式+WPSCF模擬，對(duì)影響長(zhǎng)春市大氣環(huán)境質(zhì)量的污染物輸送特征進(jìn)行模擬計(jì)算，同時(shí)結(jié)合大氣污染物地面監(jiān)測(cè)質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，分析了較大范圍內(nèi)不同來(lái)向的氣團(tuán)對(duì)長(zhǎng)春市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響，并探討影響長(zhǎng)春市大氣環(huán)境質(zhì)量的外來(lái)源輸送路徑和主要污染貢獻(xiàn)源區(qū)，以期為區(qū)域大氣污染防控和環(huán)境管理提供依據(jù)。

資料來(lái)源和方法

本文采用的原始數(shù)據(jù)均來(lái)源于長(zhǎng)春市環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，經(jīng)統(tǒng)計(jì)整理后，作為研究長(zhǎng)春市2019年P(guān)M2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3（8h）污染情況的基礎(chǔ)材料。長(zhǎng)春市不同行政地區(qū)共10個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，分別為食品廠、客車廠、郵電學(xué)院、勞動(dòng)公園、園林處、凈月潭、甩灣子、經(jīng)開區(qū)環(huán)衛(wèi)處、高新區(qū)管委會(huì)和岱山公園監(jiān)測(cè)站。上述10個(gè)監(jiān)測(cè)站污染物濃度（小時(shí)值）取均值代表2019年間長(zhǎng)春市污染物濃度水平。污染物基本特征圖通過(guò)R語(yǔ)言繪制，后向軌跡通過(guò)的HYSPLIT模型模擬，利用TrajStat軟件進(jìn)行PSCF分析。

結(jié)果與討論

污染物基本特征

2019年長(zhǎng)春市污染物濃度變化如圖1所示。SO2、PM2.5和PM10濃度水平的均值分別為11.0μg/m3、38.0μg/ m3、64.0μg/m3，CO濃度的年24小時(shí)平均第95百分?jǐn)?shù)值為1.3mg/m3，并在春、冬兩季處在較高水平，在夏季處在較低水平，這可能是受到供暖的影響。與上述污染物不同，O3濃度的年日最大8小時(shí)平均第90百分位數(shù)值為134.0μg/m3，在4-10月間處在較高水平，這主要是由于夏季光照較強(qiáng)，光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，利于O3的生成[3]。NO2濃度均值為34.0μg/m3，相較其他污染物，其在2019年間月變化的差異性不大，這可能受到機(jī)動(dòng)車排放的影響。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)技術(shù)規(guī)定（GB3095—2012）》，除了PM2.5年均值不滿足二級(jí)濃度限值外，其余各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的年均值均符合國(guó)家日平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

AQI（Air Quality Index，空氣質(zhì)量指數(shù)）是報(bào)告每日空氣質(zhì)量的參數(shù)。該參數(shù)描述了空氣清潔、污染的程度，以及對(duì)健康的影響。2019年長(zhǎng)春市AQI日歷分布如圖2所示，AQI污染日主要集中在1-4和12月份，其余月份AQI大部分處在優(yōu)良等級(jí)，這可能是受采暖期的影響較大。

長(zhǎng)春市不同月份下污染物濃度變化如圖3所示。對(duì)于PM2.5來(lái)說(shuō)，2月份的濃度處在較高水平，高排放時(shí)段為0：00-10：00和19：00-23：00；對(duì)于O3來(lái)說(shuō)，高排放月份為4、5、6和7月份，高排放時(shí)段為0：00-1：00和13：00-23：00；就CO來(lái)說(shuō)，高排放月份為1、2和12月份，高排放時(shí)段為0：00-11：00和18：00-23：00；就NO2來(lái)說(shuō)，高排放月份為1、2、3、4、10和12月份，高排放時(shí)段為18：00-23：00；就SO2來(lái)說(shuō)，高排放月份為1和2月份，高排放時(shí)段為0：00-11：00和19：00-23：00；就SO2來(lái)說(shuō)，高排放月份為1-4月份，高排放時(shí)段為0：00-3：00和19：00-23：00。

潛在源區(qū)模擬

后向軌跡

研究所使用的后向軌跡模式源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局大氣資源實(shí)驗(yàn)室（NOAA）的HYSPLIT（ hybrid single particle lagrangian integrated） 模式；利用TrajStat軟件進(jìn)行PSCF分析。本研究以1月、4月、7月和10月份分別代表了冬季、春季、夏季和秋季。四個(gè)季節(jié)的軌跡聚類（24h）如圖4所示。長(zhǎng)春市冬季氣團(tuán)軌跡主要來(lái)自西北和西南方向，春季主要來(lái)自西北和西南方向，夏季主要來(lái)自西南和南部方向，部分氣團(tuán)來(lái)自西部和東部方向，秋季氣團(tuán)主要來(lái)自西部、南部和北部方向。

WPSCF模擬分析

潛在源解析PSCF是一種基于氣流軌跡分析計(jì)算大氣污染源可能源區(qū)、地理位置和空間分布的方法。長(zhǎng)春市WPSCF（PM2.5）分布特征如圖5所示。在冬季長(zhǎng)春市WPSCF高值區(qū)域主要位于西部方向，春季主要位于西部和西南部方向，夏季主要位于東北和西南部方向，秋季主要位于西南部方向；上述區(qū)域?qū)﹂L(zhǎng)春PM2.5具有較高的貢獻(xiàn)率。

長(zhǎng)春市SO2、PM2.5、PM10和 CO濃度在春、冬兩季處在較高水平，在夏季處在較低水平，這可能是受到供暖的影響；O3的濃度在4-10月間處在較高水平；NO2濃度在2019年間月變化的差異性不大；AQI污染日主要集中在1-4和12月份，其余月份AQI大部分處在優(yōu)良等級(jí)。

從24h氣團(tuán)后向軌跡來(lái)看，長(zhǎng)春市冬季氣團(tuán)軌跡主要來(lái)自西北和西南方向，春季主要來(lái)自西北和西南方向，夏季主要來(lái)自西南同南部方向，部分氣團(tuán)來(lái)自西部和東部方向，秋季主要來(lái)自西部、南部和北部方向；在冬季，長(zhǎng)春市PM2.5的主要貢獻(xiàn)區(qū)域位于西部方向，春季主要位于西部和西南部方向，夏季主要位于東北和西南部方向，秋季主要位于西南部方向。

（陳麗珠 長(zhǎng)春建筑學(xué)院城建學(xué)院）

（夏 雨 吉林省鑫溢建筑工程有限公司）

（陳 興 敦化市自然資源局國(guó)土空間利用服務(wù)中心）