2017年沙尘天气对济源市空气质量的影响及分析

王　芳　张小东　王红果

（济源市环境监测站 河南济源 459000）

引言

沙尘是指风将地面尘土、沙粒卷入空中，使空气混浊的一种天气现象的统称，包括浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴[1]。沙尘有发生、发展、消失的天气过程，是一种灾害性的天气现象，是人类不适当的活动对自然环境干扰的结果。近些年来，我国北方经常出现沙尘天气，对人们的生产、生活带来严重影响，同时也是影响我国大气环境质量的重要因素[2]。

1　评价标准和判定依据

1.1　评价标准

沙尘天气对城市空气质量的影响主要是颗粒物浓度，尤其是对可吸入颗粒物（PM10）的影响，评价标准执行《环境空气质量标准》（GB3095-2012）[3]和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（实行）》（HJ633-2012）[4]。

1.2　沙尘判定依据

依据环境保护部环办监测[2016]120号，关于印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充的规定》的通知

1.2.1起始时间判定

（1）城市PM10小时平均浓度大于等于前6个小时PM10平均浓度的2倍且大于150微克/立方米作为受影响起始时间；

（2）城市PM2.5与PM10小时浓度比值小于等于前6个小时比值平均值的50%作为受影响起始时间。

1.2.2结束时间判定

以城市PM10小时平均浓度首次降至与沙尘天气前6个小时PM10平均浓度相对偏差小于等于10%作为沙尘天气影响结束时间的判定依据。

2　对济源市环境空气质量的影响

2.1　沙尘天气发生次数和影响过程分析

2017年，受西部、北部和东北沙尘、浮沉传输影响，济源市共出现6次沙尘、浮沉天气过程。分别是2017年1月26日至1月27日、3月12日、4月17日至18日、5月4日至7日、5月13日至5月14日、12月30日共计12天。具体影响过程详见下面表1：

第一次沙尘过程于1月26日14时至27日16时，持续时间约27小时，在此期间，PM10浓度峰值为440μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）1.93 倍；PM2.5 浓度峰值为 161μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）1.15倍，PM2.5/PM10比值为0.44。

第二次沙尘过程于3月12日15时至当日22时，持续时间约8小时，在此期间，PM10浓度峰值为201μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）0.34 倍；PM2.5 浓度峰值为 124μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）0.65倍，PM2.5/PM10比值为0.79。

第三次沙尘过程于4月16日22时至18日11时，持续时间约37小时，在此期间，PM10浓度峰值为500μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）2.33 倍；PM2.5 浓度峰值为 125μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）0.68倍，PM2.5/PM10比值为0.45。

第四次沙尘过程于5月4日9时至5月7日24时，持续时间约88小时，在此期间，PM10浓度峰值为1346μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）7.97 倍；PM2.5 浓度峰值为 445μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）4.93倍，PM2.5/PM10比值为0.34。

第五次沙尘过程于5月13日12时至5月14日15时，持续时间约28小时，在此期间，PM10浓度峰值为437μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）1.91 倍；PM2.5 浓度峰值为 82μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）0.09倍，PM2.5/PM10比值为0.30。

第六次沙尘过程于12月30日16时至当日19时，持续时间约4小时，在此期间，PM10浓度峰值为288μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）0.92 倍；PM2.5 浓度峰值为 32μg/m3，未超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）PM2.5/PM10比值为0.11。

表1　沙尘天气影响过程汇总表单位：μg/m3

2.2　沙尘天气对空气质量评价的影响

2017年，济源市受浮沉、沙尘影响汇总表见表2。

表2　济源市2017年受浮沉、沙尘影响汇总表单位：μg/m3

2.2.1沙尘天气对PM10、PM2.5月均值的影响

绝对贡献(PC)全部数据用包含沙尘天气影响与剔除沙尘天气影响后的ρ(PM10或PM2.5)之差来表示沙尘天气对大气环境质量的绝对贡献[5]，即:

式中:PCID为包含沙尘天气影响的ρ(PM10或PM2.5)月均值，μg/m3；PCED为剔除沙尘影响后的ρ(PM10或PM2.5)月均值。

从表3 2017年沙尘天气对PM10、PM2.5月均值的绝对贡献可以看出：2017年济源市受沙尘天气影响大多是在春季的3-5月份，其次是冬季的1月和12月。持续时间最长、影响最重的是5月份，其次是4月份。沙尘天气对5月份PM10浓度的绝对贡献达28μg/m3、对4月份PM10浓度的绝对贡献为6μg/m3；但是受沙尘影响期间对PM2.5的绝对贡献并不显著。

表3　2017年沙尘天气对PM10、PM2.5月均值的绝对贡献单位：μg/m3

2.2.2沙尘天气对PM10、PM2.5年均值的影响

根据济源市空气自动监测站监测数据统计，2017年济源市扣除沙尘前PM10年均值为115μg/m3、PM2.5年均值为66μg/m3；扣除沙尘后PM10年均值为111μg/m3、PM2.5年均值为65μg/m3。可见沙尘天气的发生对城市PM10的影响尤为突出，对PM10年均浓度的绝对贡献达4μg/m3，对PM2.5年均浓度的绝对贡献为1μg/m3。

2.2.3沙尘天气对轻度以上污染天气的影响

2017年全年济源市出现轻度污染98天、中度污染25天、严重污染5天。受沙尘传输影响期间，其中轻度污染8天、中度污染2天、严重污染1天。占轻度污染、中度污染、严重污染的比例依次为8.2%、8.0%、20%。详细情况见下表4。

表4　济源市2017年沙尘天气期间与全年有效监测期间污染天气级别对比表

3　预防措施

（1）评价制度及方法的改进：基于沙尘天气对空气质量的影响，因此在对某个地区或区域进行空气质量评价、地方环境目标的设置及考评时，要客观、公正的考虑沙尘的影响。

（2）建设区域群防群治体系，建立生态防护制度，建设沙区防护林体系，加大植树、造林面积，增加森林覆盖率，改善水土流失、从源头上治理沙尘，减少沙尘发生率。

（3）制定预警响应机制，根据沙尘的强度、影响范围及来源，提前采取管控措施。根据济源市源清单和源解析分析结果表明，扬尘源对PM10的贡献为23.9%。因此必须加大城市扬尘管控力度,严格落实施工工地周边围挡、完善料堆的密闭、道路及拐角积尘的清洁、加强对裸露地表及土方苫盖保湿等工作。

结语

2017年，济源市先后出现6次12天的沙尘天气过程。春季3至5月份最为频繁，其次是冬季的1月和12月。其中持续时间最长、影响最重的是5月4日至7日的沙尘天气过程，持续时间约88小时，PM10浓度峰值为1346μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（150μg/m3）7.97倍；PM2.5 浓度峰值为 445μg/m3，超过国家环境空气质量日均值二级标准（75μg/m3）4.93倍。沙尘天气对5月份PM10、PM2.5浓度的绝对贡献达28μg/m3和 6μg/m3。对 PM10 、PM2.5 年均浓度的绝对贡献达 4μg/m3和 1μg/m3。

从每次的沙尘影响过程和对月均值的绝对贡献、年均值的绝对贡献分析可以看出，沙尘天气对济源市环境空气质量中的PM10浓度影响最为显著，而对PM2.5浓度的影响并不明显。这说明每次沙尘过程主要是由大颗粒物组成。其次，沙尘天气对济源市的污染天数影响比较突出，轻度以上污染天数显著增加。

[1]环境保护部环办监测[2016]120号，关于印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充的规定》的通知[K].

[2]李亮.2005-2010年沙尘天气影响我国城市环境空气质量分析[J].中国环境监测，2013,29（3）：15-19.

[3]GB3095-2012，《环境空气质量标准》[S].

[4]HJ663-2012，《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》[S].

[5]陈跃浩，高庆先等.沙尘天气对大气环境质量影响的量化研究[J].环境科学研究，2013，26（4）：364-369.

[6]李锦伦.沙尘暴对黄石市环境空气质量的影响及应对措施[J].环境科学与技术，2003，26增刊：47-49.

[7]徐鸣.一次特大沙尘暴对乌鲁木齐市环境空气质量的影响分析[J].干旱环境监测，2002，16（3）：139-144.