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环境空气PM2.5浓度影响因子解析研究

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：屈晓炎

[导读] 摘要：近年来空气环境质量成为政府和社会各界关注的环境热点问题。

        大庆油田水务研究设计院163000
        摘要：近年来空气环境质量成为政府和社会各界关注的环境热点问题。2012年，环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》。新标准启用空气质量指数作为空气质量监测指标。本文对环境空气PM2.5扩散模型及影响因子进行了研究，并简要阐述。
        关键词：PM2.5；环境空气质量指数
        一、概述
        大气颗粒物污染已成为影响人类寿命的主要危害因素之一。与TSP和PM10相比,PM2.5上富集的有害物质更多,对人类呼吸系统的穿透力更强,更难于经由咳嗽等过程排出体外;且随着粒径的变小,PM2.5在空气中的存留时间也随之增加,对人体健康的影响也越大。
        国外对于颗粒物的研究进行地较早,其中以美国对于PM2.5的研究开展得最早,也最为深入。美国[1]对可吸入颗粒物的研究较早，并在1997年规定了PM2.5的最高限值。2012年Minguill[2]等对瑞士地区大气颗粒物的化学成分进行了研究,并釆用正定矩阵模型(PMF)对颗粒物来源进行了解析。
        魏玉香等[3]对2007年南京市PM2.5质量浓度进行了月季变化、日变化特征分析,并利用同时期气象资料分析了 PM2.5与气象条件的关系。王贝贝[4]根据2008年北京市空气监测数据,研究了PM2.5与气象因素的关系，洁净气流快速的输入则是导致此京奥运会期间PM2.5浓度显著降低的重要原因之一。
        二、存在问题
        通过文献调研我们可以发现，国外对PM2.5已经展开了深入的研究,并在此基础上建立了完善的PM2.5监测网络,实时监控PM2.5的变化趋势。近几年我国大部分研究都是集中在发达地区,东北区域对于PM2.5的研究较少。
        三、研究设计方案
        3.1监测地点的选择和布设
        按照东北某城市地理环境和城市功能区划特点，选取四个典型城市功能区域调查分析PM2.5浓度扩散规律。
        四、结果与分析
        4.1检测结果数据
        4.1.1 PM2.5浓度的日均值变化
        某公司院内监测点PM2.5日均浓度随时间的变化如图1所示。上限是重度污染限制，下限是空气质量二级标准。PM2.5的污染过程夏季持续较低水平，进入采暖期后明显升高，大体呈现锯齿型的分布。整体来说，环境空气浓度呈季节性变化比较明显。空气进入冬季后，PM2.5浓度大体呈现锯齿型的分布的原因主要是气象因素变化的影响。

        图1 PM2.5日均浓度时间变化图
        4.1.2空间分布及变化规律
        按照东北某城市地理环境和城市功能区划特点，选取四个典型城市功能区域：在化工区,在某公司院内设置城市环境评价区；在某居民区设置居民区监测点位；在城市交通干道转盘道处设置一个交通污染监控点位。由图2可以看出,同一时间内不同环境功能区监测点位PM2.5浓度水平分布按升序排列。

        图2 7-9月各监测点PM2.5平均浓度
        4.2 影响PM2.5分布因素分析
        4.2.1 PM2.5与主要气象要素之间的关系
        空气污染状况与气象要素之间关系密切，大气环境污染对气象要素有着重要影响，气象要素同样也反过来影响大气环境污染状况。本文主要讨论温度、气压与PM2.5的关系。
        4.2.1.1PM2.5与温度相关性及原因分析
        温度在决定大气污染物的扩散和稀释上起着主导作用。温度还在不同污染物之间的转化和二次污染物的形成过程中起着重要作用。东北某城市PM2.5浓度与温度的相关关系如图4所示。

图4 PM2.5浓度随温度变化趋势图
4.2.1.2 PM2.5与气压相关性及原因分析

        由图5可知，夏季气压较低时和冬季随着气压的升高，PM2.5的浓度呈下降的趋势。气压较高时，颗粒物扩散能力增强，浓度较低，当气压较低时，大气湿度较大，PM2.5浓度较高。
        五、结论
        本研究对东北某城市四个监测点的PM2.5浓度和主要气象信息行了监测，设置四个监测点，对PM2.5进行浓度监测和样品采样，同时记录气压、温度。结果表明：PM2.5污染秋冬季的平均浓度高于夏季平均浓度。进入采暖期后，各个监测点的平均浓度均明显高于夏季平均浓度，这说明秋冬季的PM2.5的主要来源为供暖锅炉排放的大量废气。分析表明影响PM2.5浓度主要因子是温度和气压。
        参考文献
        [1] Sawant A, Na K, Zhu X, et al. Chemical characterization of outdoor PM2.5 and gas–phase compounds in Mira Loma, California [J].Atmospheric Environment.2004, 38(33)：5501-5716.
        [2] Larsen R K, Baker J E, Source apportionment of polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban atmosphere: a comparison of three methods [J]. Environmental Science \& Technology. 2003, 37(9):1873-1881.
        [3]魏玉香,银燕,杨卫芬等.南京地区PM2.5污染特征及其影响因素分析[J].环境科学与管理,2009(9):29-34.
        [4]王贝贝.跨奥运期间北京市细颗粒物(PM2.5)浓度变化特征及影响因素分析[D].山东师范大学，2011.