大连市2013年PM10升高原因分析及控制对策

徐 洁 范慧君 李 丹 纪徳钰 王琳琳

(大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023)

引言

环境空气中的PM10是指环境空气中空气动力学直径小于等于2.5μm 的颗粒物，主要来源包括燃煤、机动车排放、工业粉尘、扬尘(建筑施工、道路施工等)、土壤风沙尘等。几乎所有的大气污染物都会成为PM10污染的组成部分，最典型的代表就是PM2.5，因此PM10的监测和治理在大气环境整治中具有重要的地位和作用。2013年9月，国务院出台《大气污染防治行动计划》，对全国地级及以上城市设定了PM10控制目标，要求到2017年，PM10浓度比2012年下降10%以上。现阶段，大连市的大气污染防治行动的约束性指标就是PM10。而2013年大连市PM10浓度较2012年显著升高，直接影响到约束性指标的完成。本文对2013年PM10污染现状及升高原因进行了探讨和分析，并有针对性的提出一些防治建议，旨在为政府相关部门制定有效的控制措施提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

主要污染物浓度数据来源于大连市环境监测中心数据库10 个国控监测点位常规观测，数据时间范围从2004年取到2013年;研究中所用的气象资料来源于大连市气象台，包括月降水量、降水次数、不稳定天数、逆温天数。

1.2 监测方法

大连市区设置10 个国控大气自动监测点位，分别为甘井子、周水子、星海三站、青泥洼桥、傅家庄、七贤岭、旅顺、金州、开发区和双D 港［1］，详见图1。

图1 大连市区空气自动监测系统点位图

目前，大连市区10 个国控大气自动监测子站均采用β 射线+光散射法监测环境空气中的PM10，监测仪器采用美国赛默飞公司生产的5030－sharp 和5014i 颗粒物监测仪。监测仪器每6 个月进行一次流量校准和流量检查，使用标准膜进行标定，并根据实际情况每两个月清洗一次采样头。

1.3 雾霾天数确定方法

由于目前环保领域没有出台正式的雾霾日判定方法，本文中涉及的2013年和2012年雾霾天数确定方法如下:为了使两年数据具有可比性，采用API 统计空气质量，先统计全年污染日天数，再在污染日中挑出污染原因为雾霾的污染日，统计天数则为当年雾霾天数。

2 大连市PM10污染现状

2.1 2013年大连市PM10总体水平

2013年大连市区空气质量优的天数为79 天，良的天数为211 天，轻度污染为50 天，中度污染为15 天，重度污染为10 天，空气中首要污染物以PM10和PM2.5为主，全年PM10为首要污染物天数占比32%，仅次于PM2.5(38%)，空气质量为良时，PM10为首要污染的天数最多，约占总数的54%，其次为PM2.5(31%)，由表1 可以看出，PM10是除PM2.5以外影响大连市空气质量最重要的因素。

图2 为2013年大连市区PM10浓度逐日变化曲线。可以看出，PM10日均值变化幅度较大，日均最小值和最大值分别为24μg/m3和308μg/m3，后者约为前者的12.8 倍。全年观测期间，1月～3月和11月～12月PM10浓度水平总体较高且变化幅度较大，4月～10月PM10浓度水平总体较低且变化幅度较小。2013年大连市区PM10年均值为85μg/m3，超出环境空气质量二级标准(GB3095－12，以下简称二级标准)0.21 倍。

2.2 近十年大连市PM10变化规律分析

图3 为2004～2013年大连市区PM10年均值变化曲线，可以看出近十年来，2010年PM10浓度最低，为58μg/m3，2006年PM10浓度最高，为94μg/m3，按照PM10浓度从高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2007～2010年大连市区空气中PM10浓度呈下降趋势，2011～2013年大连市区空气中PM10浓度呈不稳定上升趋势。2013年PM10浓度显著高于2012年，同比升高28.8%，是近十年来涨幅最大的一次。

图2 2013年大连市区PM10逐日变化

图3 2004～2013年大连市区PM10浓度年均值变化

2.3 与2012年对比分析

图4 为大连市区2013年与2012年PM10月均值对比图，可以看出，除了4月和9月外，2013年其他月份PM10浓度均高于2012年，尤其是1月～3月，显著高于2012年，平均升高68.1%。

3 2013年PM10升高原因分析

3.1 气象条件分析

图4 大连市区2013年与2012年PM10月均值对比

根据大连市气象台气象资料，2013年与2012年相比，降水量和降水次数基本持平，但不稳定天数减少58.1%，逆温天数增加22.1%(详见表2)。许多研究表明，逆温会抑制污染颗粒物的扩散，使城市上空颗粒物积聚增长，导致颗粒物浓度增加［2－5］，而不稳定天气时，有利于污染扩散［6］。因此，2013年气象条件较2012年不利于污染扩散，是2013年PM10浓度显著升高的重要原因。

表2 2013年和2012年气象条件统计

3.2 外来雾霾影响分析

从PM10月均值变化可知，2013年1月～3月PM10较2012年升高较为显著。以2013年1月为例，京津冀地区发生了6 次大面积的雾霾，当风向为偏西或西南风时，即对大连市产生明显影响。从大连的气象数据也可以看到，2013年1月大连市偏西或偏南风所占频率为28%，而2012年1月仅为10%，导致大连所受到京津冀等雾霾的影响增大。因此，与2012年相比，2013年受雾霾的影响更大。全年比较分析，按API 统计，2013年污染日共计43 天，其中大范围雾霾33 天，同比，污染日增加29天，受雾霾影响天数增加25 天。2013年大连市扣除雾霾日后的PM10浓度均值约为73μg/m3，即粗略估计雾霾产生的PM10约占全年PM10总量的14%;2012年大连市扣除雾霾日后的PM10浓度均值约为64μg/m3，即粗略估计雾霾产生的PM10约占全年PM10总量的3%。

3.3 监测方法转变影响分析

目前，国内外监测PM10常用的自动监测方法为β射线法和微量震荡天平法，2 种方法工作原理有所不同，但测量结果具有很好的相关性。国内以往研究表明，β 射线法测定的结果平均高于微量震荡天平法15%～23%［7－11］。

2012年8月中旬，大连市10 个国控子站(除开发区子站外)监测方法开始由微量震荡天平法转变为β 射线+光散射法。为了分析监测方法转变对监测结果的影响程度，2013年，大连市在周水子子站进行了微量震荡天平法和β 射线+光散射法实测对比，比对结果显示，β射线+光散射法的监测值比微量震荡天平法高10%左右。因此粗略估计，监测方法的转变可能会使2013年PM10浓度升高7%左右。

3.4 本地污染源影响

2012年大连市扣除雾霾日后的PM10浓度均值约为64μg/m3，加上监测方法转变导致PM10浓度升高7%的量，2013年PM10浓度均值仅达68μg/m3，仍小于2013年扣除雾霾日后的PM10浓度均值(73μg/m3)，说明本地污染源排放对于2013年PM10浓度升高有一定贡献。

4 结 论

2013年大连市区PM10年均值为85μg/m3，同比升高28.8%，是近十年来PM10涨幅最大的一次，按照PM10浓度从高到低排序，2013年在近十年中排第三位。2013年PM10升高原因主要有:①2013年气象条件较2012年不利于污染物扩散;②2013年雾霾产生的PM10约占全年PM10总量的14%，同比上升11 个百分点;③监测方法转变导致2013年PM10浓度升高7%左右;④本地污染源的影响。

鉴于气象条件与外来雾霾影响不可控，大连市要完成PM10约束性指标，除了采取常规控制措施外，还需要从源头上遏制空气污染:①控制煤炭消费总量，加快推进LNG 替代和利用的工作进展，从根本上改变目前以煤炭消耗为主的能源结构;②深入开展机动车尾气污染治理，在做好黄标车淘汰的基础上，抓紧实施国五油品替代工作;③强化扬尘污染控制，重点整治施工扬尘、裸露矿山扬尘、劈山填海扬尘等;④加快推进环境质量预报预警系统建设，与周边地区开展大气污染联防联控。

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