呼和浩特市PM2.5和PM10浓度特征分析

范晓黎，王小妍，闫海霞

（内蒙古自治区环境监测总站呼和浩特分站，内蒙古呼和浩特010030）

前言

造成大气污染的重要成分是大气颗粒物，并且成为我国许多城市大气污染的首要污染物。根据大气中颗粒物的粒径大小，又划分出可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5），PM10是指空气动力学直径≤l0µm 的颗粒物，也被称为漂尘；PM2.5是指空气动力学直径≤2.5µm 的细颗粒物[1]。近年来，多方研究表明PM2.5与PM10的比值存在统计学意义，PM2.5在PM10中占有很大的比例。相对于PM10，PM2.5的粒径小、面积大、更易吸附各种物质，且PM2.5在大气中的停留时间较长、输送距离远，对人体健康及区域大气环境有重要的影响，是当前大气污染重点研究的课题[2]。

世界各国都分别制定了不同的关于PM2.5和PM10的环境质量标准，美国是率先制定PM2.5环境标准的国家；我国起步相对较晚，于2012年制定了新的《环境空气质量标准》（GB3095-2012)，并于2016 年开始执行。其中规定PM2.5年平均一级标准为15µg/m3，二级标准为35µg/m3；PM10年平均一级标准为40µg/m3，二级标准为70µg/m3[3]。根据2018 年呼和浩特市环境质量公报，全市8 个环境空气自动站点监测结果（扣除沙尘影响）显示：呼和浩特市PM10年平均浓度为86µg/m3；PM2.5年平均浓度为36µg/m3[4]。

本文针对2019 年呼和浩特市冬季M2.5和PM10的污染特征进行初步分析，深入了解PM10和PM2.5污染状况，为呼和浩特市大气污染防治提供科学依据。

1 数据来源

1.1 监测点位

2019年，呼和浩特市城区设有国控自动监测站点8个，分别为糖厂、小召、兴松小区、二十九中、如意水处理厂、工大金川校区、呼市一监、化肥厂生活区。

1.2 监测仪器

监测仪器采用EC 环境空气自动监测仪、美国热电颗粒物自动监测仪、美国METONE颗粒物自动监测仪、粒径频谱仪等。

1.3 数据选取

数据选取时段为2019年全年，呼和浩特市8 个国控自动监测站点每日PM2.5和PM10监测结果。

2 结果与讨论

2.1 PM2.5和PM10的月均浓度分析

呼和浩特市2019年PM2.5和PM10的月均浓度变化如图1 所示。从图上可以看出，PM2.5和PM10的变化呈正相关，且秋冬季偏高，春夏季偏低，呈现明显的季节变化规律。PM2.5月均浓度最高为78µg/m3，PM10月均浓度最高为104µg/m3，均出现在12月，超过国家《环境空气质量标准》二级标准限值。

图1 呼和浩特市2019年PM2.5和PM10月均浓度变化

2.2 PM2.5和PM10的污染天数统计

从表1 可以看出2019 年呼和浩特市PM2.5、PM10超标情况。其中PM2.5年均值38µg/m3，最大值297µg/m3，超过《环境空气质量标准》二级标准，最小值2µg/m3，全年超标率10.68%；PM10年均值77µg/m3，最大值650µg/m3，超过《环境空气质量标准》二级标准，最小值3µg/m3，全年超标率8.49%。

表1 呼和浩特市2019年PM2.5 PM10超标情况

按照《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633-2012）中的PM2.5、PM10分级日均浓度限值，分别统计各级别浓度的对应天数和比例，结果见表2。

表2 呼和浩特市2019年PM2.5和PM10分级统计结果

统计结果显示, 呼和浩特市2019 年PM2.5一级天数和二级天数的分别占62.74%和26.58% ，三级（轻度污染)所占比例为7.67% ，四级（中度污染）占1.64%，五级（重度污染）占1.37% ，六级（严重污染)为0。

各级别天数由多到少依次为：一级(优)、二级(良)、三级(轻度污染)、四级(中度污染)、五级(重度污染)。

呼和浩特市2019 年PM10一级天数和二级天数的分别占40.55%和50.96%，三级（轻度污染) 所占比例为7.12% ，四级（中度污染）占0.82 % ，五级（重度污染）为0 ，六级（严重污染)为0.55%。各级别天数由多到少依次为：二级(良)、一级(优)、三级(轻度污染)、五级(重度污染)、四级(中度污染)。

2.3 PM2.5和PM10的比值特征与相关性分析

用2019年全年PM2.5和PM10日均值数据做相关性分析，得到相关系数0.817，可以知道呼和浩特市PM2.5和PM10污染有很强的相关性。从图2也可看出PM2.5和PM10污染的正相关性。

图2 呼和浩特市2019年全年PM2.5和PM10的线性关系

根据最小二乘法做全年PM2.5和PM10的回归方程，得到线性方程PM2.5=0.4515PM10+3.0568，R2=0.6675。可以看出PM2.5和PM10的分布基本呈线性相关性。

3 结论

呼和浩特市2019年PM10和PM2.5的浓度呈正相关，且PM2.5/ PM10的占比达到48%。呈现春夏低、秋冬高的特征。空气中PM2.5超标率略高，但“优”“良好”天数较多；全年出现两天PM10严重污染，没有出现PM2.5重度污染天气。因此，基于以上分析，未来呼和浩特市改善空气质量的重点在于控制PM10，考虑到PM10和PM2.5的相关性，联合治理、综合管控是提高空气质量的关键。