楊檳豪,舒 洲,辛浩鑫
(1.廣安市環(huán)境信息中心,四川 廣安 638500;2.四川省廣安生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站,四川 廣安 638500)
近年來,我國城市大氣污染嚴重[1]。冷月霜統(tǒng)計了2016 年11 月我國74 個重點城市空氣質(zhì)量,其中,清潔個數(shù)為0,中度污染占66%,嚴重污染占3%,由此可見我國城市大氣污染嚴重[2]。當前,國內(nèi)外學者已對大氣細顆粒物的人體健康影響[3]、二次污染[4]、季節(jié)性變化[5-6]、組成特征[7-10]、傳輸軌跡[11]、時空變化[12]等方面進行了大量的研究。根據(jù)四川省空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)顯示,廣安市2016 年全市環(huán)境空氣質(zhì)量分別為達標率87.16%,優(yōu)良天數(shù)319 天,優(yōu)良天數(shù)同比2015 年增加6.01%。2015—2016 年期間,廣安市全面推進藍天保衛(wèi)戰(zhàn)等“九大”攻堅戰(zhàn),全市環(huán)境空氣質(zhì)量有所改善,但與《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095—2012)二級標準相比,還有待提升。本文根據(jù)廣安市大氣污染防治研究主要集中于污染現(xiàn)狀及防治措施研究[13]等,選取廣安市污染較重的2015—2016 年監(jiān)測數(shù)據(jù),研究細顆粒物污染特征,進而增進對廣安市大氣環(huán)境質(zhì)量污染狀況的全面了解,為廣安市大氣污染防治提供決策依據(jù)理論參考,為全省大氣污染協(xié)同治理研究提供參考。
廣安市共有5 個環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位,分別是小平舊居(106.631°E,30.528°N)、市委(106.630°E,30.458°N)、友誼中學(106.627°E,30.466°N)、廣電花園(106.639°E,30.455°N)及北辰小學(106.635°E,30.487°N),其中小平舊居點為廣安市空氣質(zhì)量的背景監(jiān)測點位,均采用大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)進行連續(xù)24 h 自動監(jiān)測。
本文研究數(shù)據(jù)均來自四川省空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。廣安市、縣兩級各站點均按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095—2012)評價(廣安市屬于二類區(qū),適用二級標準)。
以2016 年數(shù)據(jù)為基準,分析廣安市春季、夏季、秋季、冬季PM2.5質(zhì)量濃度日變化如圖1 所示。由圖1可知,不同季節(jié)廣安PM2.5質(zhì)量濃度日變化基本一致。冬季的質(zhì)量濃度顯著大于其他3 個季節(jié)。各季節(jié)的日變化均呈現(xiàn)不規(guī)則的雙峰形,在夜間,特別在深夜時段易出現(xiàn)PM2.5質(zhì)量濃度高值。春、夏、秋、冬4 個季節(jié)的PM2.5最大值分別出現(xiàn)在24:00、23:00、23:00 以及凌晨3:00。
圖1 廣安市2016 年春、夏、秋、冬四季PM2.5 質(zhì)量濃度日變化
廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5日均質(zhì)量濃度頻率分布圖如圖2 所示。整體來看,PM2.5質(zhì)量濃度分布類似正太分布。PM2.5質(zhì)量濃度基本處于0~250 μg/m3之間(每個分箱代表5 μg/m3),其中在31~46μg/m3出現(xiàn)的頻率最多,表明廣安大多數(shù)PM2.5 分布在這個質(zhì)量濃度段。
圖2 2015—2016 年廣安PM2.5 日均濃度整體頻率分布
2015-2016 年廣安PM2.5日均濃度整體頻率分布如圖3,2015 年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度分布在0~215 μg/m3,其質(zhì)量濃度在30~44 μg/m3出現(xiàn)的頻率最多。2016年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度分布在10~245 μg/m3,其質(zhì)量濃度在26~55 μg/m3出現(xiàn)的頻率最多,表明2016 年污染程度相比2015 年有所減輕。以150 μg/m3以上濃度作為高濃度段,其中,2015 年高濃度段的頻率為0.049,而2016 年的頻率為0.014,同樣表明2016 年重污染程度明顯下降。
圖3 2015 年、2016 年廣安PM2.5 日均濃度整體頻率分布
特別分析2016 年廣安市PM2.5質(zhì)量濃度日均頻率季節(jié)分布情況,如圖4 所示,四季按照春季(3 月、4 月、5 月),夏季(6 月、7 月、8 月),秋季(9 月、10 月、11 月),冬季(12 月、1 月、2 月)的季節(jié)劃分方法來分析其季節(jié)變化特征。由圖4 中可以看出,廣安春季PM2.5質(zhì)量濃度分布于10~110 μg/m3,20~60 μg/m3濃度段出現(xiàn)頻率最高,約為0.70 左右,在23、33、43、53、58 μg/m3的質(zhì)量濃度段,其頻率高于其他濃度段。夏季質(zhì)量濃度整體低于其他季節(jié)。秋季PM2.5質(zhì)量濃度分布于0~125 μg/m3,高頻率質(zhì)量濃度段與春季基本一致,在23 μg/m3、28 μg/m3、33 μg/m3質(zhì)量濃度段,頻率顯著高于其他質(zhì)量濃度段。從冬季PM2.5質(zhì)量濃度頻率分布情況來看,從0~265 μg/m3,其質(zhì)量濃度在55~79 μg/m3、60~65 μg/m3出現(xiàn)的頻率最高,在高濃度段的頻率顯著高于其他3 個季節(jié),并且在200~300 μg/m3質(zhì)量濃度段也有一定的頻率出現(xiàn)。整體而言,2016 年廣安PM2.5質(zhì)量濃度段主要集中于20~100 μg/m3。按照國家空氣質(zhì)量標準二級濃度限值75 μg/m3,冬季大于此濃度限值的頻率最高,春季、秋季次之,夏季相對較低。并且冬季在高濃度段的頻率也高于其他季節(jié),表明廣安冬季高濃度PM2.5污染事件出現(xiàn)頻率較高。
圖4 廣安2016 年P(guān)M2.5 質(zhì)量濃度日均頻率季節(jié)分布
本研究以國家質(zhì)量標準為依據(jù),以二級濃度限值75 μg/m3為標準,規(guī)定大于此濃度限值的為一次污染事件,從而將PM2.5污染事件分為三大類:2~3 d、4~5 d 和5 d 以上污染事件。其中在時間跨度分節(jié)點上,規(guī)定污染事件的起始天所屬的季節(jié)或年份為此次污染事件的季節(jié)或年份。廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5污染事件發(fā)生的分布情況如下頁圖5 所示。2015 年污染頻次顯著高于2016 年。其中5 d 以上污染事件主要發(fā)生在冬季和春季。2~3 d 污染事件在春季、秋季、冬季均有發(fā)生,主要分布在春秋兩季,表明這兩個季節(jié)易發(fā)生短時間PM2.5污染。2016 年冬季污染重,長時間污染的頻次相比2015 年有所下降,而以短時間2~3 d 的污染為主。
圖5 廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5 污染事件發(fā)生分布情況
通過研究,得到以下主要結(jié)論:
1)不同季節(jié)廣安PM2.5濃度日變化基本一致,冬季的PM2.5質(zhì)量濃度顯著高于其他3 個季節(jié)。
2)廣安市2015—2016 年P(guān)M2.5日均濃度分布類似正太分布,2016 年污染程度相比2015 年有所減輕。
3)2016 年P(guān)M2.5質(zhì)量濃度主要集中于20~100 μg/m3,冬季PM2.5質(zhì)量濃度在高濃度段的頻率段顯著高于其他3 個季節(jié),春季、秋季次之,夏季相對較低。
4)2015 年污染頻次顯著高于2016 年,季節(jié)性分布不明顯。