沈阳市大气和污染特征(3)
PM2.5和PM10质量浓度最大值出现在不同月份的原因可能与春节(2月)有关.春节期间烟花爆竹大量燃放,交通工具使用激增导致了尾气排放量增加,再加上正值供暖期,使得2月份PM2.5质量浓度变化出现了与PM10不同步的情况.
2.5 2019年沈阳市PM2.5和PM10季变化特征
PM2.5和PM10在不同季节平均质量浓度分布特征如表6所示.PM2.5与PM10的质量浓度比与污染程度有关,比值越大,表明污染程度越大,各季节PM2.5/PM10的质量浓度比从大到小依次为:冬季、夏季、秋季、春季.冬季比值较大主要因为冬季进入供暖期后,燃煤排放的烟气中含大量PM2.5,此时大气层相对稳定,易于污染物累积和粒子老化,使得PM2.5质量浓度偏高.但此结果(0.66)低于徐有宁等[16]2015年采暖期的研究结果(0.682 8),可能与沈阳市近几年采暖期内采取的大气污染控制措施有关.夏季比值偏高的原因是降水对PM2.5和PM10的冲刷作用,导致PM2.5在PM10中的比重较大,同时强烈光化学反应生成的二次粒子可能也是导致夏季比值偏高的原因之一.春季比值较低,PM2.5在PM10中的比重较小,地表扬尘和跨境输送的沙尘等尘粒是颗粒物污染的主要来源.
表6 2019年PM2.5和PM10四季平均质量浓度Table 6 The seasonal average mass concentration change of PM2.5and PM10in 平均质量浓度μg·m-3标准差μg·m-3PM10平均质量浓度μg·m-3标准差μg·m-3ρPM2.5/ρPM10春4435..40.45夏229..90.54秋3524..20.49冬6739..00.66
PM2.5和PM10四季质量浓度变化如图3所示.从图中可以看出,2019年沈阳市PM2.5和PM10污染呈季节性变化.PM2.5冬季平均质量浓度和波动范围均最大,表明降雪对颗粒物有明显的清除作用[17],夏季变化情况与冬季相反.春季和秋季平均质量浓度和波动范围相差不大,田莎莎等[18]研究发现,秋季机动车尾气排放等移动源对沈阳市大气污染贡献较大.PM10春冬季平均质量浓度及波动范围较大,夏季平均质量浓度与波动范围最小,主要因为夏季污染源较少,且大气湍流旺盛,污染物更容易扩散,而且夏季丰富的降雨对污染物的冲刷作用也能降低颗粒物带来的污染[19].
2.6 2017—2019年沈阳市PM2.5和PM10质量浓度变化特征对比
为分析沈阳市PM2.5和PM10污染控制情况,将2019年PM2.5和PM10年均质量浓度与2017、2018年同时期作对比,结果见表7.可以看出,PM2.5年均质量浓度呈持续降低趋势,2019年沈阳市的PM2.5污染情况在一定程度上较之前有所改善,但年均质量浓度仍超出了国家标准的20%.2019年PM10年均质量浓度低于2017年,高于2018年,超出了国家标准的11.43%.从2017—2019年PM2.5与PM10的年均质量浓度比整体呈下降趋势,2019年沈阳市PM2.5与PM10的比值(0.54)低于吉林市PM2.5与PM10的比值 (0.61)[20].
(a) PM2.5四季质量浓度变化(b) PM10四季质量浓度变化图3 2019年PM2.5和PM10四季质量浓度变化盒形图Fig.3 The box plots of PM2.5and PM10seasonal mass concentration changes in 2019
表7 2017—2019年PM2.5和PM10年均质量浓度Table 7 The comparison of annual average mass concentrations of PM2.5and PM10from 2017 to 2019 μg·m-3年份/
2017—2019年PM2.5和PM10月均质量浓度变化曲线如图4所示.从图中可以看到,3年间PM2.5月均质量浓度最小值均出现在8月,最大值出现在1—4月期间某个月.2019年月均质量浓度在3、4、6、11月达到这3年内同时期的最低值,2月达到了同期最大值,曲线整体变化较其他2年平缓,最高峰明显降低,大气颗粒物污染有一定改善.3年间PM10月均质量浓度最小值均出现在8月,最大值出现在1—3月期间某个月,2019年2、4、5月PM10月均质量浓度达到这3年内同期最大,6、8、11月均质量浓度达到同期最小.曲线整体变化幅度较2017年平缓,较2018年大,污染有反复趋势,仍需加强污染控制.
(a) PM2.5月均质量浓度变化(b) PM10月均质量浓度变化图4 2017—2019年PM2.5和PM10月均质量浓度变化Fig.4 The changes in the monthly average mass concentration of PM2.5and PM10from 2017 to 2019
3 结 论
通过收集处理沈阳市2017—2019年环境空气监测数据,得出以下结论.
1) 2019年全年天气质量以良为主,占全年天数的58.6%.各季节空气质量按优级占比从大到小依次为秋季、夏季、春季、冬季,污染天气共81 d.全年PM2.5和PM10日均值超标率分别为12.1%和7.7%.
2) 从各季节污染天气的AQI与常规污染物质量浓度的相关性来看,2019年全年污染天气与常规污染物中PM10和PM2.5呈现的相关性最强,PM10和PM2.5是沈阳市污染天气中的首要污染物.
3) 2019年PM2.5月均质量浓度最大值出现在2月,最小值出现在8月;PM10月均质量浓度最大值出现在1月,最小值出现在8月.
4) 2019年沈阳市PM2.5和PM10污染呈季节性变化,冬季受PM2.5和PM10影响最大,夏季则相反.各季节PM2.5与PM10的质量浓度比从大到小依次为冬季、夏季、秋季、春季.
文章来源:《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/qikandaodu/2021/0726/525.html