Distribution Characteristics of Atmospheric Particulate Matter in Tangshan City in Recent Years
杨安 YANG An；刘海红 LIU Hai-hong；邢文聪 XING Wen-cong；王小霞 WANG Xiao-xia
（天津师范大学水环境与水资源重点实验室，天津 300380）
（Key Laboratory of Water Environment and Water Resources，Tianjin Normal University，Tianjin 300380，China）
摘要：本文以唐山市2014年1月1日-2018年12月31日PM2.5、PM10质量浓度为研究对象，分析了唐山市大气颗粒物在时间上的分布特征。结果显示：唐山市大气颗粒物浓度整体呈下降趋势，但污染仍较为严重，具体表现为冬季>春季>秋季>夏季，以冬季污染最为突出。
Abstract: Taking the mass concentration of PM2.5 and PM10 from January 1, 2014 to December 31, 2011 in Tangshan City as the research object, the distribution characteristics of atmospheric particulate matter in Tangshan City were analyzed. It is found that the overall trend of atmospheric particulate matter concentration in Tangshan City is decreasing, but the pollution is still heavy, which is characterized by winter>spring>autumn>summer, which is most prominent in winter.
关键词：大气颗粒物；分布特征；唐山市
Key words: atmospheric particulate matter；distribution characteristics；Tangshan City
中图分类号：P42; X541; X43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）25-0255-02
0 引言
颗粒物作为主要的大气污染物，是雾霾产生的主要因素，且重污染产生时，污染以细颗粒物为主，城市化与工业化中化石燃料的燃烧及尾气排放等都对PM2.5、PM10浓度的升高具有促进作用，从而导致空气质量降低、能见度下降以及健康风险及经济损失的产生[1]。近年来，我国东部和北部的许多地域相继出现了雾霾，我国为防治大气污染，相继出台了《环境空气质量标准》（GB3015-2012）、《环境空气质量指数技术规定》（HJ633-2012）与《关于实施环境空气质量标准的通知》来指导日常监测。据统计，京津冀在全国空气质量污染等级排名中，多个城市位于前列[2]。大气中细颗粒物污染的主要驱动力多集中在扬尘、燃煤、工业排放、机动车保有量增加、汽车尾气排放[3]。张人禾等[4]在研究2013年1月中国东部持续性雾霾天气时发现，高压抑制对流发展，风速减弱不利于近地面雾霾输送，对流层底层逆温使近地层更加稳定等因素，对雾霾天气的生成提供了有利的气象条件；陈辉等[5]运用卫星遥感技术监测、反演、验证后，综合分析了京津冀及其周边地区，认为山脉的阻隔作用、逆温层出现的频次对大气颗粒物的扩散具有重要影响；段文娇等[6]针对钢铁行业排污状况对京津冀PM2.5污染进行了相关研究，认为唐山市PM2.5浓度主要受钢铁产业影响，贡献率达40%以上。目前，针对唐山市颗粒物污染的相关研究较少，本文以年和季节为时间尺度，对比分析了2014-2018年唐山市颗粒物浓度的变化状况，以期为唐山市空气质量的管理和控制提供科学依据。
1 研究区与数据来源
唐山市位于河北省东部（117°31′E-119°19′E，38°55′N-40°28′N），南临渤海，北依燕山，总面积为13472km2，地貌可分为燕山山地丘陵区和滦河平原区，地势北高南低，北部和东北部多山，中部为平原。气候为暖温带半湿润季风型大陆性气候，春季风多雨少较为干燥，夏季气温高、降雨丰富，秋季多晴天、气温变幅大，冬季寒冷干燥、降水稀少。
本文依据中国空气质量在线监测分析平台中2014-2018年监测数据进行时间分析。
2 结果与分析
2.1 年际变化
唐山市2014-2018年PM2.5浓度分别为100.18?滋g/m3、84.18?滋g/m3、73.86?滋g/m3、66.68?滋g/m3、59.92?滋g/m3，PM10浓度分别为163.67?滋g/m3、140.42?滋g/m3、127.92?滋g/m3、122.92?滋g/m3、110.64?滋g/m3。2014-2018年以来，唐山市PM2.5浓度呈9.80?滋g/m3的趋势下降，PM10浓度亦呈12.36?滋g/m3趋势下降（图1）。然而，根据世界卫生组织PM2.5、PM10标准限值（25?滋g/m3、50?滋g/m3）[7]与我国《环境空气质量标准》（GB3015-2012）中PM2.5、PM10浓度一、二级标准限值（PM2.5：一级35?滋g/m3、二级75?滋g/m3，PM10：一级50?滋g/m3、二级150?滋g/m3）[8]，唐山市空气质量与标准限值仍有一定差距，空气质量常处在良至中度污染之间，整体污染仍较为严重。
同时，PM2.5、PM10浓度呈现显著地同步增长或降低的现象（PM2.5：R=0.922，P<0.01；PM10：R=0.980，P<0.01），2014-2018年期间，浓度的极值天数在逐渐下降，而处于一、二级标准限值间的天数在逐渐增加，浓度正常值也逐渐位于主导地位，表明唐山市空气质量的治理工作产生了一定效果，以钢铁产业的关闭及搬迁治理效果最为显著，但仍未达到国家标准限值的结果表明，唐山市对于大气颗粒物污染的治理力度仍需加强。
2.2 季节变化
PM2.5浓度排序依次是冬季>春季>秋季>夏季，冬季PM2.5浓度较其他时期明显升高（表1）。同时，PM10与PM2.5变化同步。冬季颗粒物浓度的标准差最大，说明唐山市颗粒物浓度在时间分布不均匀，冬春季大气污染较重，且重污染几乎出现在冬春两季，并能够短在时间内产生较大波动[9]。这与秋季风力较大，颗粒物的水平输送较强有直接的关系，并且冬季燃煤量增多，增加了颗粒物的浓度，因此颗粒物浓度的变化与天气气候有关，同样也与人类的活动有关。燕山在大气扩散中的阻断作用，对颗粒物浓度的增加具有突出贡献。
3 结论
2014-2018年唐山市大气颗粒物污染浓度值较高，但呈逐年降低趋势，PM2.5为首要污染物。PM2.5、PM10质量浓度（77.93μg/m3、133.98μg/m3）均高于《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的二级标准限值，污染较为严重。季节变化呈现冬季>春季>秋季>夏季的现象，夏季空气质量最好，冬季颗粒物浓度一直维持在较高水平，显著高于其他季节。
参考文献：
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[3]王彤，华阳，许庆成，等.京津冀郊区站点秋冬季大气PM_（2.5）来源解析[J].环境科学，2019（3）.
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[5]陈辉，厉青，王中挺，等.MERSI和MODIS卫星监测京津冀及周边地区PM_（2.5）浓度[J].遥感学报，2018，22（5）：114-124.
[6]段文娇，郎建垒，程水源，等.京津冀地区钢铁行业污染物排放清单及对PM2.5影响[J].环境科学，2018（4）：1445-1454.
[7]世界卫生组织.关于颗粒物、臭氧、二氧化氮和二氧化硫的空气质量准则风险评估概要（2005 年全球更新版）[M].Geneva: WHO Press， 2005.
[8]GB 3095—2012，环境空气质量标准[S].
[9]王振波，方创琳，许光，等.2014年中国城市PM2.5浓度的时空变化规律[J].地理学报，2015，70（11）：1720-1734.
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