大连市区PM2.5污染现状及影响因素分析

(大连市环境监测中心，辽宁 大连 116023)

我国大气PM2.5的污染日益引起人们的关注。本文就大连市区PM2.5的污染现状和污染规律，定性分析PM2.5污染的影响因素。

1 监测方法

1.1 监测点位布设

大连市区设置国控大气自动监测点位10个[1]，分别为甘井子、周水子、星海三站、青泥洼桥、傅家庄、七贤岭、旅顺、金州、开发区和双D港。

1.2 监测方法与监测质量控制

2012年10月起，大连市10个点位依据《空气质量新标准第一阶段监测实施方案》的要求增加了PM2.5监测。PM2.5监测使用仪器为美国赛默飞公司生产的热电5030-sharp颗粒物监测仪，采样方法为β射线与光散射结合。监测分析仪器每6个月进行一次流量校准和流量检查，使用标准膜进行标定，并且根据实际情况每两个月清洗一次采样头。

2 大连市区PM2.5污染现状

2013年大连市区空气中PM2.5年均值为52 μg/m3，超出二级标准年平均(GB3095-2012，以下简称二级标准)0.49倍，PM2.5日均值的95百分位数为127 μg/m3，超出二级标准24小时平均0.69倍。最大点位日均值为275 μg/m3，出现在1月12日的开发区点位，超出二级标准24小时平均2.67倍。点位日均值超标率为20.3%。2013年在大连市区的75天污染日中，首要污染物为PM2.5的天数占96%。

3 空气污染变化规律及影响因素分析

3.1 月、季节变化

从PM2.5浓度的月变化曲线(图1)可以看到，2013年大连市区PM2.5在气温最低的1月份测值最高，达到94 μg/m3，超出二级标准1.69倍，冬季(1月、2月、12月)均值为72 μg/m3，超出二级标准1.06倍，冬季均值为夏季均值的1.80倍，说明冬季采暖燃煤排放的颗粒物对PM2.5有显著贡献。

图1 2013年空气中PM2.5浓度月变化

3.2 点位变化

从PM2.5浓度的点位变化曲线(图2)可以看到，2013年大连市区PM2.5在甘井子工业区点位均值最高，为62 μg/m3，超出二级标准0.77倍，为最低点位(双D港)均值的1.41倍，说明局地的污染对PM2.5有较大贡献。但与二氧化氮相比(最大点位值/最小点位值为2.50)，本地污染源对PM2.5的贡献要小于对二氧化氮的贡献。从而也从另一个侧面说明，PM2.5由于受到区域大范围污染雾霾的影响较大，因而对各个点位的贡献比例相差较小。

图2 2013年空气中PM25和NO2点位变化对比

3.3 污染日与非污染日的变化

3.3.1 1月份(污染最严重月份)

从1月11日～13日和1月28日～30日的2次典型污染过程的PM2.5浓度变化分析(图3)，在污染日PM2.5没有一定的变化规律，污染日PM2.5是随着大范围霾的污染扩散到大连的时间段决定其变化趋势，从图4也可以看到，在污染过程中PM2.5浓度和空气中二氧化硫和二氧化氮浓度没有相关性(相关系数分别为0.12和-0.23)，说明大范围的霾与本地污染相关性较小。但在非污染日PM2.5浓度与二氧化硫呈现一定相关性(相关系数为0.58，如图5左图)，如果将二氧化硫的变化曲线后移2个小时呈现更好的相关性(相关系数为0.80，如图5右图)，说明1月份采暖期非污染日的PM2.5污染与二氧化硫来自同一污染源—采暖燃煤污染的排放。

图3 1月份两次典型污染过程PM2.5的24小时变化曲线

图4 1月份典型的污染过程(11-13日)PM2.5与SO2和NO2对比

图5 1月份非污染日PM2.5与SO2对比

同理，1月份采暖期非污染日的PM2.5污染与二氧化氮也有一定的相关性(相关系数为0.72)，说明1月份采暖期非污染日的PM2.5污染与汽车尾气相关。

3.3.2 9月份(空气质量最好月份)

从9月份PM2.5与二氧化氮的相关曲线(如图6)可以看到，在空气质量良好的9月份PM2.5与二氧化氮有很好的相关性(相关系数为0.80)，说明在没有外来污染时，非采暖期PM2.5浓度主要受汽车尾气污染的影响。

图6 9月份PM2.5与NO2对比

3.4 外来污染的影响

以1月为例，京津冀地区发生了多次大范围的雾霾，当风向为偏西或西南风时，即对大连市产生明显影响。从大连的气象数据也可以看到，2013年1月大连市偏西或偏南风所占频率为 28%，而2012年1月仅为10%，导致大连所受到京津冀等雾霾的影响增大。其中，2013年1月11日～13日由于受到偏西气流的影响，大连市区2天为中度污染，1天为重度污染。据气象资料，此次空气污染过程主要是受华北及山东地区的雾霾影响。以1月11日14时和1月13日08时为例，在华北及山东地区有大范围的雾霾，风向以南到西南风为主，这种风向有利于上游灰霾向大连地区扩散输送，而华北及辽宁地区均处于低压，地面风速不大，气象扩散条件较差，从而导致了大连地区空气污染。

以10月10日的污染为例，分析外来霾传输至大连的污染路径。10月10日16时，大连市区10个国控点位中7个点位为轻度至中度污染，至19时大连市区达到严重污染，本次空气污染，主要由于10日下午大连出现短期西南流场，使河北和山东等地污染向大连扩散。同时10个点位的颗粒物监测结果显示，PM2.5浓度最先升高的点位为西南方向的旅顺点位，然后污染逐渐向市区蔓延。

从周边城市(图7)的污染状况也可以看到：10月9日22时～10日14时大连西南方向的邢台市AQI一直维持在400以上，10日15时开始有所下降；其下风向的德州市10月9日22时～10日14时AQI一直维持在200以上，10日15时开始明显升高达到381；德州市下风向的滨州市10月9日22时～10日14时AQI一直维持在100以上，10日15时开始明显升高达到390；滨州市下风向的东营市10月9日22时～10日15时AQI一直维持在100～200左右，10日16时开始明显升高达到305；而处于东营下风向的大连市区空气质量指数，17时达到重度污染，其中大连最西南方向的旅顺点位从10日16时开始达到重度污染AQI达211，之后污染移动至大连市区，处于旅顺下风向的青泥洼桥点位10日17时达到重度污染，处于青泥洼桥下风向的双D港点位10日19时达到重度污染，10日20时旅顺点位PM2.5浓度下降到二级标准(24小时平均)以下，同时大连周边的风向转为西北风，空气质量好转，截止至10日22时大连市区AQI降至 64，本次污染过程结束(图8)。

图7 10日10日周边城市污染分布图

图8 10日10日霾污染移动路径上各点位PM2.5变化曲线

从本次污染过程可以清楚地看到，雾霾从严重污染的河北经山东传输到大连的过程。

4 小 结

综上所述，2013年大连市区空气中PM2.5年均值为52 μg/m3，超出国家二级标准0.49倍。大连PM2.5的污染一是受本地以及区域性冬季燃煤的影响，各项污染物集中排放，强度过大，特别是采暖季节外来输送的贡献较大；二是由于不利的气象条件，近地面风速小，大气层结稳定，使污染物易形成积聚效应、难以及时扩散，特别是在西南风向时污染比较严重；三是受机动车尾气排放的影响，由于机动车污染相对冬季燃煤污染而言比较稳定，受季节的影响不明显[2]，全年均对PM2.5产生影响，因此，更应引起足够的重视。

参考文献：

[1]大连市环境保护局.大连市环境质量报告书[R].大连，2013.

[2]朱先磊，张远航，曾立民，等.北京市大气细颗粒物PM2.5的来源研究[J].环境科学研究，2005，5：1-5.