淄博市空气污染物变化及其与气象条件的关系

边志明，叶萍，王信梧

（淄博市环境监测站，山东淄博255040）

淄博市空气污染物变化及其与气象条件的关系

边志明，叶萍，王信梧

（淄博市环境监测站，山东淄博255040）

近年来淄博市由于加强了对二氧化硫和粉尘等污染物排放企业脱硫除尘的监管，可吸入颗粒物和二氧化硫浓度呈现逐年下降趋势，而燃煤量和机动车保有量的逐年增加使氮氧化物浓度呈现波动式上升趋势；四季分明的气候条件使淄博市的空气污染程度在一、四季度高于二、三季度；同时污染物浓度和风速、湿度呈负相关，和温度、气压呈正相关。

空气；主要污染物；变化趋势；气象条件；相关性

淄博市工业门类齐全，由于地域和历史原因，高能耗、高污染企业和原材料输出企业较多，加之工业布局不尽合理，造成了空气污染。近年来，淄博市把环境保护工作作为经济社会发展的“命门”，深入实施环境立市战略，积极推进生态市建设和碧水蓝天行动计划，实行总量控制，狠抓治污减排，各类污染源得到有效治理，结构性污染得到较大改善，环境空气质量明显好转。

然而，空气质量的好坏与季节及气象条件的关系十分密切，在污染源排放量没有大的变化情况下，风、雨、气压、温度等气象条件直接影响空气质量的好坏。研究淄博市污染物的变化趋势及其与气象条件的关系，对提高淄博市人民的生活水平有着重要的意义。

1 数据与方法[1]

该研究采用淄博市环境监测站设立的6个环境空气国控点（人民公园、莆田园、博山双山、气象站、三金集团、东风化工厂）2006-2011年三项主要污染物——可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）和二氧化碳（NO2）的监测数据和气象要素资料，运用统计分析的方法，分析在监测时间范围内的各种污染物的平均变化趋势及其与气象条件的关系。

2 污染物污染状况分析

2.1 污染物的年度变化趋势[2]

根据三种污染物的年浓度值变化情况（图1）分析发现，淄博市的首要污染物为可吸入颗粒物，其次是二氧化硫，二氧化碳污染最轻；从污染程度的年代变化情况看，可吸入颗粒物和二氧化硫呈逐年下降趋势，2011年年均浓度值分别比2006年下降25.0%和28.6%，二氧化氮呈波动式上升趋势，2011年年均浓度值比2006年上升13.3%。

图1 2006-2011年三项主要污染物（PM10、SO2、NO2）的年均浓度年度变化趋

淄博市作为老工业城市，污染企业众多，结构性污染突出。工业粉尘和建筑扬尘、垃圾、风沙及车辆行驶的扬尘，是除了燃煤烟尘外直接影响可吸入颗粒物浓度的重要因素，这是淄博市的首要污染物为可吸入颗粒物的根本原因。近年来，淄博市以污染减排为倒逼手段，全力促进产业结构调整，淘汰落后产能，整顿建陶企业，关停“土小”企业，加强对二氧化硫和粉尘等污染物排放量贡献最大的火电等行业脱硫除尘的监管，有效降低了可吸入颗粒物和二氧化硫的污染，使其浓度呈现逐年下降趋势。燃煤和机动车尾气是二氧化氮的主要来源，燃煤量和机动车保有量的逐年大幅增加，以及燃煤锅炉脱硝工程的滞后，使二氧化碳浓度呈现上升趋势。

2.2 污染物的季度变化特征[3]

淄博市气候有着明显的季节特征，空气质量随着气候、季节的变化也呈现明显的不同。

图2 2006-2011年可吸入颗粒物季度变化趋势

图3 2006-2011年二氧化硫季度变化趋势

图4 2006-2011年二氧化碳季度变化趋势

由图2～4可以看出，2006-2011年间，可吸入颗粒物和二氧化硫季度平均浓度的变化趋势基本相同，均是一季度污染最重，其次是四季度，污染最轻的为三季度，并且浓度值逐年下降；二氧化氮季度平均浓度变化呈现不规律性，但总体来看，一、四季度浓度高于二、三季度。

分析其原因，主要是因为淄博市属暖温带季风型半干燥半湿润大陆性气候，光照充足，四季分明，春季风大干旱，夏季湿热多雨，秋季晴朗干旱，冬季干冷少雪。在污染源相对稳定的情况下，气象条件对环境空气质量有着至关重要的影响。春季干旱少雨且风大，使环境空气中的可吸入颗粒物浓度增大，而冬季逆温频率高，强度大，持续时间长，特别是凌晨和傍晚，静风频率大，多为近地逆温，不利于环境空气污染物的扩散，加之采暖期能源消耗的增加，致使污染物浓度在一、四季度较高，而在约占全年降水量60%左右的夏季，污染物得到较为充分的稀释和降解，因此，污染物浓度在三季度较低。

3 污染物浓度与气象条件的关系

空气污染物浓度与气象条件有密切关系。在污染源排放量没有大的变化的情况下，风、气压、气温等气象条件直接影响空气质量的好坏。[3～6]该研究选取主要污染物（PM10、SO2、NO2）日均值和相应的风速、温度、湿度及气压等气象参数，进行相关性分析。

图5 污染物浓度与气象参数的相关性曲线

从图5可以看出：

（1）空气中污染物浓度和风速呈较好的负相关，即风速大时，污染物浓度相对较低；风速小时，污染物浓度相对较高。这说明风速对污染物的扩散和迁移有明显的推动作用。但风速达到一定界值时，PM10与风速呈正相关，即风速越大，PM10污染浓度越高（因二次扬尘所致）。

（2）湿度与污染物浓度呈负相关，即湿度大时，污染物浓度相对较低；湿度小时，污染物浓度相对较高。

（3）在空气中水蒸气含量不变的情况下，温度愈高，相对湿度就愈小；温度愈低，相对湿度就愈高。因此，温度与污染物浓度呈正相关，即当温度高时，污染物浓度相对就高；当温度低时，污染物浓度相对就低。

（4）大气压随空气湿度的增大而减小，因此，气压与污染物浓度应呈正相关，即当气压高时，污染物浓度相对就高；当气压低时，污染物浓度相对就低。因为气压的变化随季节的更替会发生较大变化，因此在同一季节里，气压对污染物浓度的影响不会太大。

虽然湿度、风速等气象条件都分别与污染物浓度有一定的相关性，但影响污染物浓度的气象因素应该是整合的、综合性的，例如大气稳定度，它表征了大气垂直扩散能力，空气中各污染物浓度与它有较好的相关性，即大气不稳定时，空气中污染物浓度低；大气稳定时，污染物浓度高。同时通风量与污染物浓度表现出更好的负相关性。因此，城市规划中应充分考虑给城区以自然通风通道，增加城市对污染物扩散稀释的能力，以改善城区的环境空气质量。

4 结论

（1）淄博市三种主要空气污染物中，首要污染物是可吸入颗粒物，其次是二氧化硫。近年来，淄博市的可吸入颗粒物和二氧化硫年均浓度呈现逐年下降趋势；二氧化氮污染最轻，但随着燃煤量和机动车保有量的逐年增加，二氧化氮年均浓度呈现波动式上升趋势。

（2）春季风大干旱，夏季湿热多雨，秋季晴朗干旱，冬季干冷少雪的气候条件，使淄博市在一、四季度空气质量较差，二、三季度空气质量相对较好，尤其是在多雨的第三季度，空气质量最好。

（3）污染物浓度与气象条件有密切关系，虽然影响污染物浓度的气象因素是整合的、综合性的，但总体来说，污染物浓度与温度和气压呈正相关，与风速、湿度、大气稳定度等呈负相关。

[1]吴邦灿，费龙.现代环境监测技术[M].2版.北京：中国环境科学出版社，1999：327.

[2]周以富.泸州市城市空气污染物的变化规律与特征[J].重庆环境科学，2003，25（11）：128-130.

[3]仓决，李白萍，王腾，等.昌都近8年主要污染物浓度变化状况及其与气象条件的关系[C]//西藏自治区科学技术协会，西藏科学第四届学术年会论文集.2008，11.

[4]山义昌，徐太安，王善芳，等.潍坊市区近10年空气质量与气象条件的关系[J].气象，2004，30（10）：47-51.

[5]洪盛茂，焦荔，何曦，等.杭州市区空气污染物变化特征及其与气象条件的关系[J].气象，2010，36(2)：93-101.

[6]王芳芳，李兰，吴钧.武汉市空气污染物分布及日变化特征与气象因子的关系[C]//中国气象学会.中国气象学会2008年年会大气环境监测、预报与污染物控制分会场论文集2008：602-606.

Zibo Air Pollutants Change and the Relationship with Meteorological Conditions

Bian Zhiming,Ye Ping,Wang Xinwu
(Zibo Environmental Monitoring Station,Zibo Shandong 255040,China)

In recent years,due to the measures on strengthening the supervision of desulfurizing and dedusting in SO2and dust emission enterprises,the concentration of PM10and SO2in Zibo city was decreased year by year,but the increase of coal-burning and motor vehicle quantities year by year caused the rolling increase of nitrogen oxides concentration.The climate of four distinct seasons made Zibo city air pollution in the first and fourth quarters was more serious than that in the second and third quarters,and pollutant concentration was negatively correlated with wind speed and humidity,but was positively correlated with temperature and pressure.

air;main pollutants;change trend;weather conditions;correlation

X 51

A

1008-813X（2012）04-0064-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.04.019

2012-04-20

边志明（1977-），男，山东桓台人，毕业于哈尔滨理工大学电气工程专业，工程师，主要从事环境监测工作。