浅析大连市空气质量污染日特征及成因

韩立达，王晓雯，纪德钰，李 丹，郭 鑫

（大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023）

浅析大连市空气质量污染日特征及成因

韩立达，王晓雯，纪德钰，李 丹，郭 鑫

（大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023）

2013年大连市区全年共有污染日75 d，其中86%的首要污染物为PM2.5。在10个国控空气自动监测子站中，2013年1月份出现污染日的样本数最多，出现污染日最多的是甘井子子站（三类功能区）。大连地区空气污染日的出现具有明显的季节性分布特征，空气质量主要受燃煤、机动车尾气排放、雾霾及外来沙尘的影响。

空气质量；污染日；污染物；特征；成因

随着我国经济社会的快速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）排放量显著增长，臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染加剧，灰霾现象频繁发生[1]。根据环保部的要求，自2013年1月1日起，包括大连在内的113个环境保护重点城市和国家环保模范城市正式实施新的《环境空气质量标准》 （GB 3095-2012），与新标准同步实施《环境空气质量指数（AQI）技术规定（HJ 633—2012）》。同时，大连市空气质量实时发布系统自2013年1月1日起在大连市环保局网站上线运行。解析大连市空气质量污染日分布特征及其成因，对于制定大气污染防治预警应急预案、构建区域应急体系，出现重污染天气时及时启动应急机制，逐步形成风险信息研判和预警能力具有重要意义。

1 空气质量监测及空气质量指数的确定

1.1 空气质量监测点位设置

大连市现有国控空气自动监测子站10个，分布在中山、西岗、沙河口、甘井子、高新园区、旅顺口区和金州新区，依据GB 3095-2012标准，全部隶属二类功能区，采用二级标准评价[2]（见图1）。

图1 大连市国控空气自动监测子站点位

1.2 空气质量监测

大连市国控空气监测子站由空气自动监测系统平台统一控制，24 h连续监测，采样频率为6次/min，每分钟平均值为一次瞬时值，60 min的瞬时值累加所求得平均值称为一次值。采样仪器、工作原理及校准方法见表1：

表1 大连市区环境空气自动监测仪器一览

1.3 空气质量指数及计算方法

空气质量指数 （Air Quality Index，简称AQI） 是定量描述空气质量状况的无量纲指数。其计算方法及级别的划分按照《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》 （HJ 633—2012）执行[3]。

2 空气质量污染日时空分布特征

按照空气质量指数的划分规定，空气质量指数级别三级以上为污染日，即：轻度污染、中度污染、重度污染、严重污染[2]。

2.1 空气质量污染日全年分布特征

2013年大连市区空气质量优的天数为79 d，良的天数为211 d，污染日为75 d，其中：轻度污染为50 d，中度污染为15 d，重度污染为10 d。市区达标天数为290 d，达标率为79.5%。从国家公布的2013年全国74个城市空气质量排名来看，大连市属于中上等水平。

通过对全市10个国控空气自动监测子站污染日中首要污染物的统计结果表明：PM2.5占86%，二氧化硫占5%，PM10和臭氧均占4%，二氧化氮占1%。

在10个国控空气自动监测子站中，2013年1月份出现污染日的样本数最多，出现污染天数最多的是星海三站子站，有24 d，出现污染天数最少的子站是七贤岭子站，有16 d；9月份出现污染日的样本数最少，仅有甘井子、星海三站和开发区子站出现了污染日，其余子站未出现污染日（见图2）。

图2 2013年10个国控子站污染日分布

从区域分布来看，2013年大连市10个国控空气质量监测站中，出现污染日最多的是甘井子子站（三类功能区），为112 d，出现污染日最少的是双D港子站（二类功能区），为57 d（见图3）。

图3 2013年污染日区域分布

2.2 空气质量污染日季节分布特征

2013年大连地区空气污染日的出现具有明显的季节性分布特征，冬季各子站出现的污染天数最多，春季次之，夏季最少（见图4）。统计显示，大连地区冬季空气质量受燃煤采暖影响，而春季受外来沙尘天气影响。

2.3 空气质量污染日日分布特征

大连市空气质量污染日的日分布受气象因素的影响较为明显。2013年1月12日和13日大连市区连续2 d出现重度污染。

图4 空气质量污染日季节分布

1月12日市区10个国控点位PM2.5日均值范围为216～278 μg/m3，点位最大超标倍数为2.7倍；PM10日均值范围为257～376 μg/m3，点位最大超标倍数为1.5倍。1月13日10个国控点位空气质量属中度污染至重度污染，PM2.5日均值范围为131～156 μg/m3，点位最大超标倍数为1.1倍；PM10日均值范围为154～225 μg/m3，点位最大超标倍数为0.5倍。

据大连气象台分析，本次长时间的空气污染主要是受华北及山东地区的雾霾影响。据13日8:00和14:00（北京时）地面图显示，在华北及山东地区有大范围的雾霾，而华北及辽宁地区处于低压，地面风以偏西西南风为主，这种风向有利于上游灰霾向大连地区扩散输送（见图5、图6）。

图5 2013年1月13日8∶00（北京时）气象地面图

图6 2013年1月13日14∶00（北京时）气象地面图

3 空气质量污染日成因分析

3.1 燃煤污染源的影响

多项研究表明，城市大气污染加重，区域大气环境恶化均与能源消耗过分依赖煤炭有关[4]。近年来，大连市的能源结构以煤炭为主，按照大连市目前严重依赖煤炭的能源发展规划，2012年全市煤炭消费总量为2 297万t，据测算，如不及时加以有效控制，到2020年和2030年，煤炭消费总量将分别达到4 038万t和4 228万t，二氧化硫、氮氧化物等污染物排放量将显著增加，不仅严重影响大连市的环境空气质量，同时会引起酸雨、土壤退化、植被破坏等一系列生态问题。

3.2 机动车尾气排放的影响

据统计，2012年大连市机动车保有量为1 161 457辆。其中，载客汽车761 781辆，载货汽车156 821辆，低速载货汽车28 243辆和摩托车214 612辆，分别占全市机动车保有量的65.59%、13.5%、2.43%和18.48%。清华大学采用CMAQ模型计算出机动车尾气排放对环境中二氧化氮贡献率为44.6%。因此有效控制机动车尾气排放，对遏制空气质量恶化起到促进作用[5]。

3.3 气象条件影响

气象条件对空气质量的影响主要来自于大范围雾霾的影响和外来沙尘的影响[6]。冬季污染日的形成主要受雾霾的影响，如2013年12月大连市有9个空气质量污染日，全部是雾霾造成的（见表2）。

春季污染日的形成主要受外来沙尘的影响。如2013年3月9日，受内蒙中西部外来沙尘的影响，自14:00开始，大连市刮起了10级阵风，同时带来了满天的浮尘。从15:00开始由外来沙尘导致PM10升高的同时，PM2.5监测结果明显下降，16:00 PM2.5均值已经低于日平均标准，17:00 PM2.5均值低于年平均标准，而PM10均值在16:00达到最大，点位最大值为0.865 μg/m3，超出二级标准（日平均）4.8倍，本次沙尘的影响一直持续到9日的23:00，当日市区空气质量达三级。

4 结论

2013年大连市区空气质量优的天数为79 d，良的天数为211 d，轻度污染为50 d，中度污染为15 d，重度污染为10 d。市区达标天数为290 d，达标率为79.5%。全年共有污染日75 d，市区空气中首要污染物以PM2.5为主。在10个国控空气自动监测子站中，出现污染日最多的是甘井子子站（三类功能区）。空气污染日具有明显的季节性分布特征，冬季各子站出现的污染天数最多，春季次之，夏季最少。空气污染的主要原因：一是受大范围雾霾的影响，二是受本地采暖燃煤和汽车尾气排放的影响，三是受外来沙尘的影响。

A Brief Analysis on Dalian Air Quality Pollution Days'Features and Contributing Factors

Han Lida,Wang Xiaowen,Ji Deyu,Li Dan,Guo Xin
（Dalian Environment Monitoring Center,Dalian Liaoning 116023,China）

There were 75 pollution days in 2013 and 86%of the primary pollutants were PM2.5.The sample numbers of the pollution days during January 2013 were the largest among 10 nationalcontrolled air quality automatic monitoring stations.Ganjingzi substation,which is the Type Three Functional Area appeared the most pollution days.Air pollution days in Dalian presented explicitly seasonal distribution feature.The major factors of Dalian air pollution were coal heating,motor vehicle exhaust,haze and the external sand and dust weather.

air quality；pollution days；pollutants；features；contributing factors

X51

A 文章编号：1008-813X（2014）05-0004-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2014.05.16

2014-07-07

韩立达（1962-），女，辽宁大连人，毕业于大连理工大学环境工程专业，高级工程师，主要从事环境监测与研究工作。