2019～2021年唐山市....5)及O_3污染特征分析_张壹.pdf

2 0 2 3年1月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第2 5卷 第2期收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 0作者简介:张 壹(1 9 9 0-),女,硕士,工程师,主要从事大气污染治理方向相关工作。22 00 11 99 22 00 22 11年年唐唐山山市市PPMM22.55及及OO33污污染染特特征征分分析析张 壹,魏 扬(唐山市环境规划科学研究院 唐山市生态环境宣传教育中心,河北 唐山0 6 3 0 0 0)摘要:为了解近年来唐山市大气污染特征,基于2 0 1 92 0 2 1年的空气质量数据,对唐山市PM2.5及O3污染规律进行了分析。结果表明:唐山市PM2.5及O3年均浓度均呈现逐年下降趋势,但仍超过国家二级标准;PM2.5浓度季节分布特征表现为冬季浓度高,夏季浓度低的分布特点;O3浓度则呈现夏季浓度高,冬季浓度低的特点;PM2.5小时浓度日变化呈双峰型分布,小时浓度最大值出现时段为4:0 07:0 0;O3的2 4h变化曲线呈单峰型分布,在午后1 5:0 01 6:0 0达到浓度峰值;空间上,2 0 1 92 0 2 1年PM2.5高值浓度主要集中于古冶区、丰润区以及滦州市;O3年均浓度超标县区主要为玉田县、迁西县、遵化市以及路南区。关键词:PM2.5和O3复合污染;污染特征;时空分布中图分类号:X 5 1 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 4-9 9 4 4(2 0 2 3)0 2-0 0 8 1-0 7C h a r a c t e r i s t i c so fPM2.5a n dO3P o l l u t i o n i nT a n g s h a nC i t yF r o m2 0 1 9t o2 0 2 1Z h a n gY i,W e iY a n g(T a n g s h a n I n s t i t u t eo fE n v i r o n m e n t a lP l a n n i n ga n dS c i e n c e(T a n g s h a nE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n tP u b l i c i t ya n dE d u c a t i o nC e n t e r),T a n g s h a n,H e b e i0 6 3 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T or e s e a r c ht h er e c e n t a t m o s p h e r i cp o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s i nT a n g s h a nC i t y,t h ep o l l u t i o nc o n d i-t i o n so fPM2.5a n dO3h a v eb e e na n a l y z e db yu s i n g t h ea i rq u a l i t yd a t a f r o m2 0 1 9t o2 0 2 1.T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t:T h ea n n u a l c o n c e n t r a t i o n s o fPM2.5a n dO3i nT a n g s h a nc i t ys h o w e d t h ed o w n w a r d t r e n d,b u t s t i l l e x-c e e d e dt h en a t i o n a l s e c o n d a r ya i r q u a l i t ys t a n d a r d;T h e c o n c e n t r a t i o ns e a s o n a l d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s o fPM2.5w e r eh i g h e r i nw i n t e r a n d l o w e r i ns u mm e r;w h i l e t h ev a r i a t i o no fO3c o n c e n t r a t i o n sp r e s e n t e d t h eo p p o-s i t e t r e n d;t h e c o n c e n t r a t i o nw a sh i g h e r i ns u mm e r a n d l o w e r i nw i n t e r;T h ed a i l yv a r i a t i o no fPM2.5h o u r l yc o n c e n t r a t i o n sw a sb i m o d a l,w i t h t h em a x i m u mv a l u eo c c u r r i n g f r o m4 t o7AM;t h e 2 4-h o u r v a r i a t i o nc u r v eo fO3w a su n i m o d a l,w i t ht h ep e a kc o n c e n t r a t i o na t 1 5a n d1 6PM;S p a t i a l l y,t h eh i g hPM2.5c o n c e n t r a t i o n sf r o m2 0 1 9t o2 0 2 1m a i n l yc o n c e n t r a t e d i nG u y e,F e n g r u na n dL u a n z h o ud i s t r i c t;w h i l e t h eO3e x c e e d i n gc o n-d i t i o n sw e r ec o n c e n t r a t e d i nY u t i a n,Q i a n x i,Z u n h u aa n dL u n a nd i s t r i c t.K e yw o r d s:c o m b i n e dp o l l u t i o no fPM2.5a n dO3;p o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s;s p a t i o t e m p o r a l d i s t r i b u t i o n1 引言近年来,随着 大气污染防治行动计划 以及 打赢蓝天保卫战三年行动计划 的深入实施,我国环境空气质量逐步改善,PM2.5浓度逐年降低1,2。但我国大气污染形势仍十分严峻,部分地区PM2.5年均浓度仍处于超标状态。与此同时,O3污染逐渐凸显,并成为继PM2.5之 后 影 响 城 市 空 气 质 量 的 重 要 污 染物1,3,4。目前我国PM2.5和O3的复合污染问题日渐显现,成为改善中国空气质量的关键。目前,国内外大量学者针对PM2.5和O3的成因、关联、影响因素、污染特征等方面开展大量的研究。PM2.5和O3关系复杂,既有共同的前体物,又相互影响生成58。张涵等9、花丛等1 0对形成PM2.5和O3污染的气象影响因素进行研究,表明温度、风速、边界层高度等因素对PM2.5和O3的形成具有显著影响,光照辐射强度对O3的生成具有促进作用,进而影响PM2.5二次组分的生成,而相对湿度则对PM2.5和O3浓度均有不利影响。宋小涵等1 1的研究表明,2 0 1 52 0 2 1年京津冀及周边“2+2 6”城市PM2.5污染减18DOI:10.16663/ki.lskj.2023.02.027 张 壹,等:2 0 1 92 0 2 1年唐山市PM2.5及O3污染特征分析环境与安全轻,浓度高值集中于研究区域中南部,O3浓度整体波动上升,呈现“西南低,东北高”的分布。另外,大量研究表明:PM2.5和O3均对人体健康及生产生活有不良影响,加强对PM2.5和O3协同治理十分必要1 21 6。目前,大气环境PM2.5和O3复合污染是唐山市面临的重要污染问题。近年来,唐山市高度重视大气环境污染问题,采取众多污染防治措施,环境质量得到改善。自2 0 1 3年以来,唐山市PM2.5年均浓度下降6 2.6 1%,而O3-8 h浓度则上升了4 9.0 7%,其复合污染问题不容忽视。本文基于2 0 1 92 0 2 1年唐山市空气质量监测数据,对其PM2.5和O3污染的时空分布特征进行分析,以期为唐山市PM2.5和O3复合污染的协同防治提供依据。2 材料与方法基于唐山市国、省、市控站数据,对2 0 1 92 0 2 1年唐山市及1 9个县区的PM2.5和O3质量浓度年均变化及日变化特征进行分析。根据中华人民共和国生态环境部城市空气质量状况月报(h t t p s:/www.m e e.g o v.c n/h j z l/d q h j/c s k q z l z k y b/),分 析3年 间PM2.5和O3的月浓度变化规律。该两项污染物的浓度限值均依据环境空气质量标准(G B3 0 9 5-2 0 1 2)。3 结果与讨论3.1 PM2.5和O3-8 h年际变化特征2 0 1 92 0 2 1年,唐山市PM2.5及O3-8 h年均浓度均呈下降趋势(图1)。2 0 2 1年唐山市PM2.5及O3-8 h年均浓度分别为4 3g/m3和1 6 1g/m3,在1 6 8城市中分别排名第1 3 1名和第1 1 9名;与2 0 1 9年相比,2 0 2 1年PM2.5和O3-8 h分别下降1 1g/m3和2 9g/m3,下降幅度分别为2 0.3 7%和1 5.2 6%,2 0 2 1年PM2.5和O3-8 h的改善效果较明显,但其浓度仍超过国家二级标准(PM2.5:3 5g/m3;O3-8 h:1 6 0g/m3)。统计近3年来PM2.5和O3-8 h超标天数,PM2.5分别超标6 8d、5 7d以及5 3d;O3-8 h分别超标7 5d、6 5d、3 7d。与2 0 1 9年相比,2 0 2 1年唐山市PM2.5和O3-8 h超标天数分别下降1 3d以及3 8d。2 0 2 1年唐山市以PM2.5为首要污染物的天数为7 3d,较2 0 1 9年下降1 4d,较2 0 2 0年下降1 7d;以O3为首要污染物的天数为1 1 6d,较2 0 1 9年下降3d,较2 0 2 0年上升8d。综上可知,2 0 2 1年唐山市PM2.5污染有所改善,但O3-8 h超标情况有所反弹,其污染不容忽视,对PM2.5与O3复合污染的协同控制需得到高度关注。图1 2 0 1 92 0 2 1年唐山市PM2.5及O3-8 h变化规律3.2 PM2.5和O3-8 h季节变化特征根据图2对比分析2 0 1 92 0 2 1年PM2.5和O3三年季节平均浓度变化特征,可以看出2 0 1 9年及2 0 2 1年PM2.5的季节变化特征均表现为冬季春季秋季夏季;2 0 2 0年则表现为冬季秋季春季夏季的变化规律。PM2.5污染多发于冬季,冬季的取暖燃烧以及逆温条件不利于PM2.5的扩散,导致污染程度增加,而夏季唐山市较高的温度以及较大的湿度不利于PM2.5的积累,大气中的PM2.5通过雨水的冲刷沉降到地面,从而减少了大气污染程度1 7。2 0 1 92 0 2 1年O3浓度季节变化特征较为一致,为夏季春季秋季冬季,相比于秋冬季,春夏季,受温度和太阳辐射的影响强烈,O3污染凸显,O3浓度容易出现超标状况,温度越高,太阳辐射越强,大气中的臭氧生成速率越高3。同比2 0 1 9年,2 0 2 0年夏季和冬季O3平均浓度分别上升5.1 9%和1 2.7 0%,其余季节O3浓度表现下降趋势。2 0 2 1年