花溪大气污染物浓度变化特征分析

吴丹　朱应明　夏大伟　袁秀

摘 要：选用贵阳市花溪站2013年1月～2015年6月大气污染物浓度逐时观测数据，分析大气污染物日、月变化特征，结合降水观测资料分析在降水、非降水天气条件下的差异。结果表明：花溪区首要污染物为PM2.5；降水能有效降低污染物的浓度，减轻大气污染程度；SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的月变化具有单谷型特征，峰值出现在冬季，最低值出现在夏季，O3的月变化具有双峰型特征，分别在春季5月、秋季10月出现峰值，冬季与夏季出现最低值。；SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的日变化具有相同的双峰型变化特征，峰值分别出现在上午9：00～11：00及下午20：00～21：00，与城市的早晚上下班高峰时段重合，可以印证机动车尾气排放对大气污染的程度之大。O3的日变化为单峰型，峰值出现在下午15：00～16：00，O3的浓度的变化主要受太阳辐射的影响，与城市的人类活动关系不大。

关键词：污染物浓度；变化分析

随着现代社会的发展，大气污染问题愈加突出，人们对大气污染的关注度加大，对空气中的污染源、可吸入颗粒物的研究增多。本文采用花溪站2013年1月～2015年6月大气污染物浓度逐时监测数据分析日、月变化特征，结合降水观测资料分析在降水、非降水天气条件下的差异。

一、资料与方法

采用贵阳市环境监测中心站花溪监测站2013年1月～2015年6月SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5等6中大氣污染物浓度逐时监测数据，及花溪国家气象站2013年1月～2015年6月逐日降水观测数据，降水资料时间范围为前一天21：00～当天20：00，分别分析大气污染的日、月变化特征和在雨日（R≥1.0mm）与非雨日（R≤0.0mm）的变化特征。

二、结果与分析

（一）大气污染物浓度日变化

SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5浓度的日变化情况见图1。SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的日变化具有相同的双峰型变化特征，浓度分别从上午7：00与下午17：00开始积累，与城市的早晚上下班高峰时段重合，峰值分别出现在上午9：00～11：00及下午20：00～21：00，可以印证机动车尾气排放对大气污染的程度之大。O3的日变化为单峰型，峰值出现在下午15：00～16：00，O3的浓度的变化主要受太阳辐射的影响，与城市的人类活动关系不大。

图1 花溪站污染物浓度日变化（单位：mg/m3 ，CO为ug/m3×102）

（二）大气污染物浓度月变化

大气污染物浓度月变化情况见表1。SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的月变化具有单谷型特征，峰值出现在12～1月，最低值出现在7月。夏季天气过程频繁，降水多，空气流通性大，对污染物扩散起了很大作用，冬季时由于静止锋影响，大气层结比较稳定，不利于颗粒污染物的扩散，加上冬季取暖燃烧大量的煤炭等燃料，释放了大量的SO2、CO等气体，使得夏季浓度最低，冬季浓度最大。PM2.5、PM10在10月都有一个次峰值，应该与本地秋收后农民焚烧农作物秸秆有关系。O3的月变化具有双峰型特征，分别在春季5月、秋季10月出现峰值，冬季与夏季出现最低值。

（三）大气污染物浓度与降水的关系

为了分析在降水的天气统计下污染物浓度的变化，统计了花溪站在雨日（R≥1mm）、非雨日（R≤0mm）每日最大污染物出现天数，资料统计如表2所示。

从中可以看出，PM2.5是主要的污染物，在雨日、非雨日中分别出现了99天、232天，分别占各自天数的38%、48%；次污染物为O3，在雨日、非雨日中分别出现了35天、85天，分别占各自天数的13%、17%；第三污染物为PM10，在雨日、非雨日中分别出现了26天、68天，分别占各自天数的10%、14%；无污染天数在雨日、非雨日中分别出现了97天、90天，分别占各自天数的37%、19%。降雨天气条件下，无污染日数明显增多，PM2.5明显减少。

雨日、非雨日污染物浓度平均值统计如表3所示。

从表2中可以很清晰地看到，SO2、PM10、O3、PM2.5雨日污染物浓度平均值分别比非雨日污染物浓度平均降低了33%、36%、18%、28%，说明降水能有效稀释污染物浓度，减轻大气污染程度。

雨日、非雨日条件下污染物浓度具有同样的日变化特征，但雨日浓度变化的波动较非雨日小。除了O3外其他污染物浓度日变化均为双峰型特征，峰值在上午10：00～11：00及下午20：00～21：00，夜间23：00后降低，在5：00～6：00达到最低值，然后开始上升。在不考虑自然降水的清除作用下，说明人类活动与大气污染物浓度变化密切相关。O3浓度雨日与非雨日的日变化为单峰型，峰值出现在16：00～17：00，降水对O3仍有清除作用。

三、结语

SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的月变化具有单谷型特征，峰值出现在冬季，最低值出现在夏季。O3的月变化具有双峰型特征，分别在春季5月、秋季10月出现峰值，冬季与夏季出现最低值。

SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度的日变化具有相同的双峰型变化特征，峰值分别出现在上午9：00～11：00及下午20：00～21：00，与城市的早晚上下班高峰时段重合，可以印证机动车尾气排放对大气污染的程度之大。O3的日变化为单峰型，峰值出现在下午15：00～16：00，O3的浓度的变化主要受太阳辐射的影响，与城市的人类活动关系不大。降水能有效稀释污染物浓度，减轻大气污染程度。

参考文献

[1] 段莹，吴战平，张东海等.贵阳市降水对PM_（2.5）污染物湿清除作用[J].气象科技，2016 44（3）：458-462

[2]王斌，高会旺.中国沿海城市空气污染指数的分布特征[J].生态环境，2008，17（2）：542-548.

作者简介：吴丹（1970- ），女，贵州贵阳人，工程师，本科，从事气象观测工作。