贵阳郊区空气中PM10和PM2.5质量浓度变化特征分析

王永红，刘 豪，彭景权，马玉华

(1.贵州省环境科学研究设计院，贵州 贵阳 550081；2.贵州省果树科学研究所，贵州 贵阳 550006)

贵阳郊区空气中PM10和PM2.5质量浓度变化特征分析

王永红1，刘 豪1，彭景权1，马玉华2

(1.贵州省环境科学研究设计院，贵州 贵阳 550081；2.贵州省果树科学研究所，贵州 贵阳 550006)

摘要：利用贵阳市环境空气质量郊区观测站采集的PM10和PM2.5的质量浓度数据，分析了2013年贵阳市郊区颗粒物质量浓度的变化特征。结果表明：2013年贵阳市郊区PM10和PM2.5日均浓度的变化趋势相同，PM10和PM2.5日均浓度的超标率较低，《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准的达标率分别为97.5%和90.1%，超过二级标准的天数分别为9d和36d，PM2.5/PM10的比例为0.61，贵阳市PM10和PM2.5质量浓度冬、春季最高，夏季最低。

关键词：贵阳市；PM10；PM2.5；污染特征；环境质量

收稿日期：2015-07-09

作者简介：王永红(1979—)，男，陕西宝鸡人，工程师，硕士，主要从事大气环境污染控制研究。

通讯作者：马玉华(1979—)，女，河南开封人，副研究员，博士，主要从事果树生理及生物技术研究。

中图分类号：X51

文献标识码：A

文章编号：编号：1674-9944(2015)08-0249-03

Abstract:Using the data of mass concentration of PM10 and PM2.5 in the suburbs of Guiyang gathered by Guiyang city ambient air quality observation station, this article studies the variations character of mass concentration of inhalable particles in 2013. It is shown that in 2013, the variation trend of variations of daily average concentration is basically the same for PM10and PM2.5and the over standard rates are quite low; according to AAQS, the second level standard's target rate is respectively 97.5% and 90.1%, and the number of days worsening than the second-level standard is respectively 9 and 36 days. The ratio of PM2.5/PM10is 0.61. For PM10and PM2.5of Guiyang, the mass concentration is the highest in winter and spring while the lowest in summer.

1引言

大气颗粒物是指大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称，也称大气气溶胶，是影响我国城市空气质量的首要污染物[1]。根据颗粒物粒径大小，可分为TSP、PM10和PM2.5等。PM10，又称可吸入颗粒物，指空气动力学当量直径≤10 μm的颗粒物；PM2.5，又称细颗粒物，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的颗粒物。流行病学研究表明，PM10浓度与疾病的发病率、死亡率有明显的相关性[2]。PM2.5可直接进入人体并在肺泡沉积，参与血液循环，对人体产生的危害更大[3]。近年，随着国内大气污染状况的日益严重[4]，灰霾天气的频繁发生[5~7]，为了更好地控制颗粒物的危害，我国对大气颗粒物的监测[8]和研究也逐渐加强，南京、广州、武汉、贵阳等地学者对不用地区的PM10和PM2.5的环境质量浓度的污染变化特征进行了研究和分析[9~11]，本文整理了贵阳市城郊监测点环境空气质量数据，分析研究了贵阳市郊区PM10和PM2.5的浓度污染变化特征，为贵阳市大气环境管理和研究提供依据。

2数据来源

本文利用的PM10和PM2.5监测数据来自全国城市空气质量实时发布平台(http://113.108.142.147:20035/emcpublish/)，该平台根据《环境空气质量标准》(GB3095—2012)的有关规定和要求，发布全国主要城市空气质量状况。本文选取贵阳市桐木岭监测点2013年1月1日~12月31日的平台发布数据，获得PM2.5和PM10的小时浓度数据各8760个。桐木岭监测点位于贵阳市区东南部，城区主导风向的上风向，属于城市郊区，是清洁对照点。

3结果与分析

3.1　PM10、PM2.5日均浓度统计特征

对监测点的PM10和PM2.5小时值采取24 h滑动平均，转化成日均值，对其进行分析统计。表1为2013年PM10和PM2.5日均浓度统计，将PM10和PM2.5日均浓度与《环境空气质量标准》(GB3095-2012)作比较，从表中可以看出，2013年PM10平均日均浓度为54 μg/m3，达到GB3095-2012二级级标准(日均值150μg/m3)，最大值为206 μg/m3(3月7日)，最小值为3 μg/m3(6月23日)，超过2级标准的有9d，达到一级标准(日均值50 μg/m3)的有201d，PM10达标率为97.5%；PM2.5平均日均浓度为35 μg/m3，达到GB3095-2012二级标准(日均值75 μg/m3)，最大值为146 μg/m3(12月23日)，最小值为0 μg/m3，超过GB3095-2012二级标准的有36 d，达到一级标准的有230 d，PM2.5达标率为90.1%。

表1　2013年贵阳市郊区PM10、PM2.5日均值统计特征

3.2　PM10、PM2.5日均浓度变化统计特征

图1为贵阳市PM10和PM2.5日均浓度365d变化图，图2为贵阳市PM10和PM2.5日均浓度的月平均变化图，从图中可以看出，2013年贵阳市PM10和PM2.5日均浓度变化趋势相同，具有较好的相关性，在1月、3月和12月PM10和PM2.5日均浓度明显偏大。1月PM10、PM2.5质量浓度出现峰值后随后减小，3月又开始增加(PM10出现月平均最大值)，4月又开始减小，到7月降到最低，10月峰出现峰值，11月有明显降低，12月又开始增加(PM2.5出现月平均最大值)。总的来说，贵阳市郊区PM10、PM2.5日均浓度的变化具有明显的季节性，春节和冬季(尤其是1月、3月和12月)PM10和PM2.5日均浓度最大，其次为秋季，夏季环境空气质量浓度最低。

2013年贵阳市城市郊区PM10和PM2.5日均浓度达到《环境空气质量标准》(GB3095-2012)一级标准的天数见表2，由表2可以看出，PM10和PM2.5日均浓度达到一级标准的天数最长是在7月，为全月达标，其次是5、6、8和9月，达标天数最短的是在3月、1月和12月，其中3月PM10达标天数只有4 d，12月PM2.5达标天数只有4d，证明1月和12月污染较为严重。总体的来看，2013年贵阳市城市郊区PM10和PM2.5日均浓度冬、春季最高，夏季最低，秋季处于中间。

图1　2013年贵阳市郊区PM10、PM2.5日均浓度

图2　2013年贵阳市郊区PM10、PM2.5日均浓度月变化

表2　贵阳市2013 年PM10、PM2.5日均浓度

3.3　PM10、PM2.5相关性分析

通过采集的数据进行统计，发现2013年贵阳市郊区PM2.5/PM10日均浓度比值范围为0.11～0.94，平均值为0.61。

通过对PM2.5与PM10浓度之间的相关性分析，可以初步判断两者是否来自相同的污染源，还可以根据PM10的质量浓度来估算PM2.5的质量浓度[12]。对全年365个样品进行相关性分析，二者存在显著相关，PM2.5=0.7102PM10-3.5997，相关系数为R=0.9088，如图3所示，此外，对4个季节进行相关性分析，如图4所示，冬季的相关性较其余3个季节更相关，PM2.5=0.8206PM10-7.3261，相关系数为R=0.9479。

图3　PM10、PM2.5的全年相关性分析

图4　PM10、PM2.5的季节相关性分析

4结论

通过本研究以上分析，得出如下结论。

(1)2013年贵阳市城市郊区PM10和PM2.5日均浓度的变化趋势相同，没有明显差异，PM10和PM2.5日均浓度的超标率较低，《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准的达标率分别为97.5%和90.1%，表明贵阳市城市郊区环境空气质量较好。PM2.5日均浓度占PM10日均浓度的比值为0.61，说明贵阳市郊区可吸入颗粒物中细粒子占多数。

(2)2013年贵阳市城市郊区PM10和PM2.5日均浓度总体上来说冬季和春节最高，夏季最低，秋季介于两者之间。

(3)2013年贵阳市城市郊区PM10和PM2.5日均浓度呈线性正相关，利用四季的回归方程和PM10监测值，可以估算出缺乏监测数据的PM2.5浓度值。

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Analysis of the Variations Character of Mass Concentration

of PM10and PM2.5in the Suburbs of Guiyang

Wang Yonghong1, Liu Hao1, Peng Jingquan1, Ma Yuhua2

(1.GuizhouAcademyofEnvironmentalScienceandDesigning,Guiyang550081,China;

2.GuizhouFruitInstutute,Guiyang550006,China)

Key words: Guiyang; PM10; PM2.5; pollution characteristics; environmental quality