2020年南通市大气颗粒物组分和污染特征分析

时间：2024-07-28

李敏娜

(江苏省南通环境监测中心，江苏南通 226006)

南通市属南部沿海城市，东临黄海，海洋气流的影响决定了其污染物传输扩散的独特性。在城市化、工业化进程不断加快的同时，大气环境也承受了巨大压力，颗粒物已经成为影响南通市空气质量的首要污染物，为有效控制包括PM2. 5和PM10在内的颗粒物污染，应当根据环境空气中颗粒物的来源及污染特点制定科学合理的污染防治措施。

近年来，国内开展了很多颗粒物方面的研究，主要包括颗粒物时空分布特征[1-3]，组成特征[4-5]，颗粒物源解析[6-7]等，目前，对于颗粒物组分分析多采用手工采样实验室分析的方法，工作量大，数据量少，采用大气超级站的数据可以进行更加全面的分析。

自2016年南通市大气超级站建成以来，已经开展了很多颗粒物的相关研究。周玉香等[8]针对2019年南通市大气多参数站监测数据,分析大气PM2.5及水溶性无机离子浓度变化规律,通过主成分-多元线性回归模型进一步解析污染来源。蒋荣等[9]对南通市2016年12月—2018年10月大气污染季节分布特征进行了分析。结果表明,南通市ρ(PM2.5)和ρ(水溶性离子)为冬、春季高,夏、秋季低。并且发现移动源已成为南通市春、秋、冬季的主要污染源,四季均存在不同程度的二次转化。杨杰[10]根据南通市大气超级站的观测结果和气象因素,对南通市2019年10月29日—11月2日一次典型沙尘污染过程、颗粒物化学组分、颗粒物消光和退偏进行分析。

为了进一步分析南通市颗粒物的污染特征，现采用南通市大气超级站的数据，对2020年颗粒物组分和污染特征进行分析。

1 研究方法

1.1 监测时间

2020年1月1日-12月31日。

1.2 监测点位

南通大气超级站位于南通市紫琅公园内的环境教育馆楼顶，处在南通市区新城区、老城区和经济技术开发区交界位置，能较好地监控和评估区域大气污染特征和传输途径。

1.3 监测仪器

1.4 评价标准

《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)。

2 结果与分析

2.1 PM2.5和PM10浓度水平

观测期间，本研究观测站点PM2.5和PM10的日均质量浓度变化范围分别为5～175 μg/m3和9～229 μg/m3。年均质量浓度分别为34 μg/m3和56 μg/m3，以《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)作为评价标准，PM2.5和PM10的年均质量浓度均符合二级标准。

2.2 PM2.5和PM10时间变化特征

南通市PM2.5、PM10浓度具有明显的冬高夏低的特征(图1)，其中冬季(1、2月和12月)最高，其次为春季(3-5月)和秋季(9-11月)，夏季(6-8月)最低。夏季8月PM2.5最低，为20 μg/m3，冬季1月PM2.5最高，为60 μg/m3；夏季7月PM10最低，为35 μg/m3，冬季12月PM10最高，为85 μg/m3。这与南通的气象条件有关，夏季大气扩散条件较好，台风、降水较多，对污染物扩散有一定影响，冬季由于逆温，大气污染物扩散条件较差，且冬季主导风向为西北风，受北方采暖季污染物的输送影响较大[9]。PM2.5/PM10是冬季>夏季>春季≈秋季，其中10月最低，为0.49，1月最高，为0.90。春、秋季沙尘天气多发，且空气较为干燥，不利于PM2.5吸湿增长，冬季空气较为潮湿，PM2.5容易吸湿增长。

图1南通市PM2.5、PM10浓度水平及PM2.5/PM10的月变化和季节变化

2.3 PM2.5的组成特征

OC和EC浓度均为冬季最高，夏季最低，表明冬季碳组分污染较为严重，跟冬季风速小、湿度高、多逆温的气象条件有关，有利于污染物的累积。

表1 2020年四个季节PM2.5的组成和季节变化单位：μg/m3

OC/EC的比值常被用作估算二次有机碳(SOC)和示踪碳质气溶胶排放源，当OC/EC值大于2时,可认为存在SOC污染[13],OC/EC在不同的范围内标识不同的污染源,由此,可定性地判断碳组分的来源。由表1可见，四季OC/EC均大于2，表明南通全年均受二次有机碳(SOC)的影响，此外OC/EC季节排序为春季(4.63)>夏季(4.45)>冬季(3.72)>秋季(3.19)。

OC/EC数值的范围表示不同污染来源,OC和EC的比值为1.0～4.2，表明有柴油和汽油车的尾气排放,2.5～10.5表明燃煤排放。全年OC/EC介于3.2～4.6，表明主要受柴油、汽油车的尾气排放和燃煤排放影响。