Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2013, 3, 135-137 http://dx.doi.org/10.12677/aep.2013.35023 Published Online December 2013 (http://www.hanspub.org/journal/aep.html) Analysis of PM2.5 and PM10 Concentration Characteristics of Taiyuan City in the Summer of 2013 Lizhen Li China Institute for Radiation Protection, Taiyuan Email: 15236598@qq.com Received: Nov. 20th, 2013; revised: Dec. 2nd, 2013; accepted: Dec. 8th, 2013 Copyright © 2013 Lizhen Li. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons Attribution License all Copyrights © 2013 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Lizhen Li. All Copyright © 2013 are guarded by law and by Hans as a guardian. Abstract: Real-time data of PM2.5 and PM10 concentrations in summer of 2013 released from Taiyuan Environmental Monitoring Center were collected. The regular pattern of their distribution and temporal (monthly, daily and hourly) va- riations were analyzed. The results showed that daily concentrations of PM10 ranged between 32 - 276 μg/m3 and those of PM2.5 ranged between 17 - 136 μg/m3. Similar diurnal variations of PM2.5 and PM10 concentrations with single-valley pattern were observed. Daily maximum concentrations of both PM2.5 and PM10 appeared in June. PM2.5/PM10 ratios varied between 0.46 - 0.55, and significant linear correlation (correlation coefficient of 0.81) between PM2.5 and PM10 was found. Keywords: Taiyuan; PM2.5; PM10; Concentration Characteristics 太原市 2013 年夏季 PM2.5 与PM10 浓度特征分析 李丽珍 中国辐射防护研究院,太原 Email: 15236598@qq.com 收稿日期:2013 年11月20 日;修回日期:2013 年12 月2日;录用日期:2013 年12 月8日 摘 要:收集了太原市环境监测中心站公布的 PM2.5 和PM10 逐时监测数据,分析了PM2.5 和PM10 的月、日及小 时浓度分布特征和变化规律,结果表明:2013 年夏季太原市 PM10 的日浓度范围为32~276 μg/m3,PM2.5 的日浓 度范围为 17~136 μg/m3,PM2.5 和PM10 的日均值的最大值均出现在六月份,PM2.5 和PM10 日变化规律一致,呈 单谷趋势,PM2.5 与PM10 比值在 0.46~0.55 之间,二者相关性显著,相关系数为 0.81。 关键词:太原;PM2.5;PM10;浓度特征 1. 引言 近年来,我国社会经济持续快速发展,而以煤炭 为主的能源结构未发生根本性变化,煤烟型污染依旧 存在,PM10(可吸入颗粒物,是指空气动力学直径≤10 μm的颗粒物[1],一般聚集在下呼吸道,危害相对较小 [2-4])依然污染严重[5]。但同时我国复合型大气污染的问 题日益突出。随着 PM2.5(指空气动力学直径小于 2.5 μm,由固体粒子和液态粒子混合组成的粒径小于 2.5 μm的细粒子。PM2.5 气溶胶是典型的大气累积性的复 合污染形态[6])污染的加重,雾霾天气的频频出现,老 百姓越来越关注起空气污染问题,尤其是对 PM2.5 的 污染。 国家管理部门也越来越重视大气污染防治工作, 2011 年12月5日,《环境空气质量标准》第二轮公开 Open Access 135 太原市 2013 年夏季 PM2.5 与PM10 浓度特征分析 征求意见中,国家环境保护部吸取各方意见后将 PM2.5 纳入常规空气质量评价。2012 年2月29 日环境保护 部和国家质量监督检疫总局联合发布了新的《环境空 气质量标准》(GB3095-2012)[7],该标准重新进行了修 订,主要内容之一就是增加PM2.5 浓度限制监测要求, PM2.5 的日均值定为 75 μg/m3,年均值为 35 μg/m3,并 要求省会城市在2012 年立即执行。随后又推出了《大 气污染防治行动计划》和《京津冀及周边地区落实大 气污染防治行动计划实施细则》。相比发达国家,我 国城市对 PM2.5 的监测较晚,但随着国家治理大气污 染决心和力度的加大,各大中型城市相继展开了 PM2.5 小时连续监测。 太原市是山西省省会城市,地处山西省中部,是 我国重要的煤炭工业城市,由于特殊的工业结构和地 理位置,太原市空气污染严重。目前虽然有一些关于 太原市大气颗粒物细粒子PM2.5 的污染研究[8,9],但还 是较少。本文利用太原市环境监测中心站公布太原市 2013 年六、七和八月份的PM2.5 和PM10.逐时监测数 据,分析了夏季 PM2.5 和PM10 的月、日以及时的浓度 水平和污染特征。 2. 数据获取 从太原市环境监测中心站的网站上收集了市环 境监测中心站公布的 PM2.5 和PM10 的实时监测数据。 数据选取时段为2013 年6月1日~8 月29日,获得 PM2.5 和PM10 的小时浓度数据各 1920个。 3. PM2.5 与PM10 的浓度水平 3.1. PM2.5 与PM10 月均浓度分析 太原市夏季PM2.5 与PM10 月均值统计见表 1。 从表 1可以看出 2013 年夏季太原市 PM10 的日浓 度范围为 32~276 μg/m3,PM2.5 的日浓度范围为17~136 μg/m3,PM2.5 和PM10 的月均值的最大值均出现在六月 份,分别为 68 μg/m3和135 μg/m3,七八月份雨水较 多,所以七八月份PM2.5 和PM10 的浓度相比六月份要 低。夏季太原市PM2.5 和PM10 的浓度分别为 58 μg/m3 和119 μg/m3。 3.2. PM2.5 与PM10 浓度 24 h日变化 从PM2.5 与PM10浓度日变化规律图(如图 1)可以 Table 1. The result of m onthly me an concentration of PM2.5 and PM10 in Taiyuan City in summer 表1. 太原市夏季 PM2.5 与PM10 月均值统计结果 PM2.5 PM10 月均 值 最小日 均值 最大日 均值 月均 值 最小日 均值 最大日 均值 时间 μg·m−3μg·m−3μg·m−3 μg·m−3 μg·m−3μg·m−3 6月68 17 136 135 32 276 7月49 26 77 109 48 178 8月57 24 98 112 65 177 夏季 58 17 136 119 32 276 Figure 1. 24-hour concentration variation of PM2.5 and PM10 图1. PM2.5 与PM10 浓度 24 h变化规律图 看出,PM2.5 和PM10 日变化规律一致,呈单谷趋势, 最低值出现在15:00~16:00,浓度分别为43 μg/m3和 80 μg/m3。曲线从午夜至上午8:00 点一直处于相对稳 定状态,12:00 至下午 16:00 开始降低,16:00 以后一 直呈上升趋势。PM2.5 和PM10 日变化规律一致,表明 太原市夏季PM2.5 和PM10 的污染来源有很大的一致 性,所有对PM2.5 有贡献的源强均对 PM10有贡献。 3.3. PM2.5 与PM10 浓度比值分析 太原夏季日均浓度24 小时内PM2.5 与PM10 比值 (如图 2)在0.46~0.55 之间,变化趋势为从上午 8:00 开 始,PM2.5 细粒子在可吸入颗粒物 PM10 所占的比例逐 渐升高,在 14:00 时所占比例最大为0.55,到 16:00 后细粒子在可吸入颗粒中所占的比例逐渐呈下降趋 势,到 23:00时占地比例最小为0.46。表明二次气溶 胶的转化主要发生在昼间,到14:00 时细颗粒在可吸 入颗粒物中所占比重最大。 3.4. PM2.5 与PM10 浓度相关性分析 将PM2.5和PM10逐日数据(日平均,时间段为 1:00~23:00)做相关分析(如图 3)。根据最小二乘法对夏 Open Access 136 太原市 2013 年夏季 PM2.5 与PM10 浓度特征分析 Open Access 137 Figure 2. PM2.5/PM10 concentration in 24 hours 图2. PM2.5 与PM10 24 h浓度比值图 Figure 3. The linear correlation of PM2.5 and PM10 concentration 图3. PM2.5 与PM10 线性相关性 季的 PM2.5 做回归方程,PM2.5 与PM10 夏季的相关系 数为 0.81,得到线性方程 PM2.5 = 0.708x − 9.026,说 明PM2.5 与PM10 相关性显著。二者的污染来源有很大 的一致性,但并不完全相同,机动车排放源对二者均 有贡献,为细颗粒的主要贡献源,但扬尘对 PM10 的 贡献较大。 4. 结论 1) 2013年太原市夏季 PM2.5 和PM10 的浓度分别 为58 μg/m3和119 μg/m3,均满足《环境空气质量标 准》(GB30 95-2012)二级日标准,这与六、七及八月份 雨水较多有关。 2) PM2.5 和PM10 日变化规律一致,呈单谷趋势, 最低值出现在15:00~16:00,浓度分别为43 μg/m3和 80 μg/m3。 3) 细粒子在可吸入颗粒物种所占比例稳定, PM2.5 在PM10 中所占比例在0.46~0.55 之间。 4) PM2.5 和PM10 相关性显著,PM2.5 与PM10 夏季 的相关系数为0.81。表明二者的污染来源有很大的一 致性,但并不完全相同。 参考文献 (References) [1] 唐孝炎, 张远航, 邵敏 (2006) 大气环境化学(2版). 高等教 育出版社, 北京, 268-269. [2] 王平利, 戴春雷, 张成江 (2005) 城市大气中颗粒物的研究 现状及健康效应. 中国环境监测 , 1, 83-87. [3] 刘爱明, 杨柳 (2011) 大气重金属离子的来源分析和毒性效 应. 环境与健康杂志 , 9, 839-841. [4] 徐维并 (2002) 大气细颗粒物与人体健康. 现代仪器 , 6, 9-10. [5] 乔玉霜, 王静, 王建英 (2011) 城市大气可吸入颗粒物的研 究进展. 中国环境监测 , 2, 22-25. [6] 徐映如, 王丹侠, 张建文 (2013) PM10 和PM2.5 危害、治理及 标准体系的概况. 职业与健康 , 1, 117-119. [7] 环境保护部, 国家质量监督检验检疫总局 (2012) 环境空气 质量标准(GB3095-2012). 中国环境科学出版社, 北京. [8] 孟昭阳 (2007) 太原地区冬春季 PM2.5 污染特征及影响因素. 中国科学院研究生院学报 , 5, 648-656. [9] 贾小花 (2013) 太原市冬季PM2.5 水溶性组分污染特征分析. 中国环境科学 , 4, 599-604. |