贵阳市冬季PM2.5与PM10浓度城郊变化特征分析

王永红，刘 豪，彭景权

(贵州省环境科学研究设计院，贵州 贵阳 550081)



贵阳市冬季PM2.5与PM10浓度城郊变化特征分析

王永红，刘 豪，彭景权

(贵州省环境科学研究设计院，贵州 贵阳 550081)

对贵阳市2013年冬季PM10和PM2.5日均浓度实时数据进行了整理和分析，结果表明：PM10和PM2.5日均浓度在城区和郊区差异显著；由于城郊气象条件基本一致，PM10和PM2.5日均浓度月变化趋势基本一致；PM10和PM2.5日均浓度比值范围与均值相差较小，比值月变化趋势基本一致，表明贵阳市城郊PM10和PM2.5来源相同或相近，相关性分析表明PM10和PM2.5日均浓度为正相关，二者污染源存在较大一致性。

PM10；PM2.5；污染特征；贵阳市

1　引言

大气环境中的颗粒物是影响城市环境空气质量的主要污染物之一，尤其是颗粒物中的细颗粒物，它对人体健康的危害更大[1]。PM10和PM2.5分别指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10 μm和2.5 μm的颗粒物，其大小、形态和化学组成与人们的健康有着密切的联系。大量流行病资料显示，PM10和PM2.5浓度高低与流行病发病率、死亡率有明显的正相关关系，尤其是在呼吸系统疾病和心肺疾病方面[2，3]。PM2.5在PM10中占有相当大的比例，其大部分可直接进入人体的肺部并在肺泡沉积，因而对人体的危害更大[4，5]。

我国在1996年将PM10纳入空气质量标准，开展常规环境空气质量监测，2012年，新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)将PM2.5纳入空气质量标准，并要求省会城市在2012年立即执行。随着国家治理大气污染决心和力度的加大，各大中型城市相继展开了PM2.5小时连续监测。 贵阳市是贵州省省会城市，地处贵州省中部，属全国东部向西部高原过渡地带，地理位置特殊。目前虽然有一些关于贵阳市大气颗粒物的污染研究[6,7]，但还是较少。笔者整理了贵阳市2013年冬季环境空气质量数据，分析了PM2.5和PM10的浓度变化特征，以期为贵阳市冬季环境空气质量管理提供依据。

2　资料来源

研究所利用的PM10和PM2.5浓度来自中国环境监测总站全国城市空气质量实时发布平台对外发布的贵阳市的桐木岭和鸿边门的空气质量实时数据，平台根据《环境空气质量标准》(GB3095—2012)的有关规定，发布全国空气质量状况。数据选取时段为2013年1月1日～31日，获得了PM2.5和PM10的小时浓度数据各744个。桐木岭监测点位于贵阳市区东南部，位于城区主导风向的上风向，属于城市郊区，人口稀疏、交通流量小，属于清洁对照点。鸿边门监测点位于贵阳市中心，是贵阳市主城区，属于人口拥挤，交通密集区域(图1，图2)。

3　结果与分析

3.1浓度变化分析

3.1.1PM2.5日均浓度

由两个采样监测点的统计结果看出，桐木岭监测点PM2.5日均浓度范围为9.6～116.3 μg/m3，平均值为57.7 μg/m3，PM2.5日均浓度国家二级标准为150 μg/m3，桐木岭监测点位超标率为19.4%，鸿边门监测点PM2.5浓度为23.8～186.1 μg/m3，平均值为84.2 μg/m3，超标率为61.3%，监测结果见表1。

表1　PM2.5 日均浓度监测结果

图1PM2.5日均浓度月变化

图2　 PM10 日均浓度月变化

3.1.2PM10日均浓度

由两个采样监测点的统计结果看出，桐木岭监测点PM10的日均浓度范围为30.1～161.7 μg/m3，平均浓度为84 μg/m3，PM10日均浓度国家二级标准为150 μg/m3，桐木岭监测点位超标率为6.5%，鸿边门监测点PM10日均浓度为45.4～310.5 μg/m3，平均浓度为122.2 μg/m3，超标率为77.4%，监测结果见表2。

表2　PM10 日均浓度监测结果

3.1.3PM2.5/PM10日均浓度

由两个采样监测点的统计结果看出，桐木岭监测点PM2.5/PM10日均值为0.32～0.82，平均值为0.68，鸿边门监测点PM2.5/PM10日均值为0.46～0.88，平均值为0.72。PM2.5/PM10日均值的比值结果见表3。

有研究显示，污染程度越严重的地方PM2.5/PM10日均浓度的比值也越大，污染程度比较轻的地方PM2.5/PM10日均浓度的比值在0.3～0.4之间，而污染较严重的地方PM2.5/PM10日均浓度的比值在0.5～0.7之间[8]。两个不同的监测点位，采样监测期间PM2.5/PM10日均浓度的比值变化范围为0.32～0.88，表明两个监测点位污染程度是不相同的，它们既有重污染日又有轻污染日。两监测点PM2.5/PM10浓度比值变化趋势基本相同，表明两个环境空气质量监测点受污染程度的变化趋势相同，该区域污染物的来源相同或相近，见图3。

表3　PM2.5/PM10浓度比值结果

3.2PM10和PM2.5日均浓度相关性分析

通过对比和分析PM2.5和PM10日均浓度之间的相关性，可以判断它们是否来自于同一种污染源，也可以根据PM10的日均浓度来估算PM2.5的日均浓度[9]。 将PM10和PM2.5的日均浓度做相关性分析，对鸿边门和桐木岭监测点PM2.5做回归方程，得到线性方程，见图4。

图3　PM2.5/PM10浓度比值月变化

图4　PM2.5与PM10浓度相关曲线

桐木岭监测点方程为：

PM2.5=0.781 PM10-6.6697

鸿边门监测点方程为：

PM2.5=0.5411 PM10+8.02

相关系数分别为R2桐木岭=0.96，R2鸿边门=0.84，总体说来PM2.5与PM10的监测数据的相关性明显。表明，鸿边门和桐木岭污染来源相同或相近。

4　结论

(1)桐木岭监测点PM2.5和PM10日均浓度范围分别为9.6～116.3μg/m3和30.1～161.7μg/m3，超标率分别为19.4%和6.5%；鸿边门监测点PM2.5和PM10日均浓度范围分别为23.8～186.1μg/m3和45.4～310.5μg/m3，超标率分别为61.3%和77.4%。结果表明，桐木岭环境空气污染较轻，鸿边门污染较重。这主要由于贵阳冬季为采暖期，污染源主要来源于工业污染、燃煤烟气和机动车尾气等。桐木岭位于贵阳市主城区主导风向的上风向，周边工业企业、居民居住区和城市街区道路分布较少，而鸿边门位于贵阳市主城区，属工业、人口、城市交通密集区。

(2)虽然PM2.5和PM10日均值城市和郊区差异比较明显，但由于贵阳市城市和郊区地形条件、气象条件基本项目，因此，贵阳市城市和郊区各污染物日均浓度月变化趋势基本相同。

(3)虽然城郊PM2.5和PM10日均浓度的污染程度不同，但PM2.5和PM10日均浓度的比值变化趋势基本相同，说明贵阳市城市和郊区污染程度基本相同，区域颗粒物的来源相同或相近。

(4)相关性分析表明，冬季贵阳市PM2.5和PM10日均浓度高度正相关，污染源存在较大一致性。

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Study on Variation Characteristics of PM2.5and PM10Concentrations Between Urban and Suburban Areas of Guiyang in Winter

Wang Yonghong，Liu Hao，Peng Jingquan

(GuizhouInstituteofEnvironmentalScienceandDesigning，Guiyang,Guizhou550081，China)

The study collected and analyzed the daily average concentrations of PM10and PM2.5in Guiyang in the winter of 2013. The results showed that there were significant differences of the average daily PM10and PM2.5between urban and suburban areas; the pollutants concentration variation curve trends were basically the same because of the similar daily meteorological conditions in urban and suburban areas; there was little difference between daily average concentration ratio range and the mean ratio of PM10and PM2.5in urban and suburban areas so that their monthly variation curve trends were the same. Therefore the sources of PM10and PM2.5in urban and suburban areas were the same or similar Correlation analysis showed that average daily PM10and PM2.5concentrations were in highly positive correlation, and their pollution sources were in great consistency.

PM10；PM2.5；pollution characteristics; Guiyang

2016-07-12

贵州省环境保护厅环境科技项目(编号：黔环科[2015]11，黔环科[2015]10)

王永红(1979—)，男，硕士，主要从事大气环境污染控制工作。

X51

A

1674-9944(2016)16-0037-03