浅谈郑州市霾的成因及特征

张爽爽+杨超凡

摘 要：随着郑州市逐步城市化，工业化，成为国内最大的交通中心，霾也越来越严重影响着这个城市。本文将具体实际的数据列成图表，分析郑州市霾的成因以及特征，发现郑州市霾高发于冬季，受燃煤供暖以及交通废气影响最大，并且在一天中，下午的空气质量相对早晨要好。

关键词：霾；PM2.5；AQI

霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成的。它也能使大气浑浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾（Haze）或灰霾（Dust-haze）。灰霾天气多发生于冬季，大大降低空气的能见度，严重影响人们的出行和生活，对人类的身体健康也有严重的影响。

王秦[1]等发现与正常天气相比，雾霾天气发生时PM2.5和其中的27种元素浓度均升高，其中As，Cr，Pb，Ti和V等重金属是PM2.5中的主要无机污染物；赵晨曦等[2]通过日变化反映了PM2.5和PM10浓度具有较好的相关性，且受气象条件影响显著。

1 雾和霾的区别

雾和霾是两种天气现象，是悬浮在贴近地面大气层中的大量微细水滴（或冰晶）的可见集合体，对身体健康影响不大。霾主要是人为因素造成的，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1-2微米左右，为肉眼看不到空中飘浮的颗粒物，可被人体呼吸道吸入，影响健康。目前雾和霾主要是依靠相对湿度来区分的，吴兑多次建议将相对湿度的阈值定为90%，作为区分轻雾与霾的辅助判据[3]。

2 霾的成因

雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、冬季供暖、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等等，雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成的。灰霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果，其成因有三：水平方向静风现象增多；垂直方向上逆温层的存在；空气中悬浮颗粒物的增加。

郑州市为受雾霾影响严重的城市之一。图 1显示了从2015年1月起到2016年12月郑州市PM2.5月变化趋势，从图中我们可以看出，PM2.5的浓度每年从11月份左右开始明显上升，在1月份达到峰值，3月份回落，8月份左右达到低谷。造成此现象的原因可能为：

（1）燃煤是形成雾霾的重要诱因之一。郑州市集中供暖启动时间为11月中旬，目前仍使用大量煤炭作为能源提供热量，煤炭燃烧产生大量的烟尘及硫酸盐等粒子，都为霾的重要组成因素；

（2）郑州市是我国的交通中心，人口稠密，1月份迎来春运热潮，加剧了空气中悬浮颗粒物的增加；

3 根据PM2.5日浓度变化来看霾的特征

PM2.5是霾的主要成分之一，多地都将PM2.5的浓度作为霾预警指标。根据中国空气质量在线监测分析平台[4]数据分析显示，PM2.5浓度和PM10浓度在一天中变化趋势一致，呈良好的相关性，空气质量指数AQI也和PM2.5浓度变化趋势一致。图 2为郑州市某一典型霾天气各种污染物浓度在一天中的变化，从图中可以看出，SO2，CO，NO2和O3浓度在一天中波动不大，而PM2.5和PM10具有较大的波动，因此AQI也随之波动。PM2.5浓度在14点左右降低，此时一天中气温最高，近地面空气温度较高，空气团向上流动，微小的粉尘粒子也随之上升，因此近地面PM2.5和PM10浓度将下降。到了晚上，近地面空气温度渐渐冷却下来，空气团携带者粉尘微粒重新返回近地面。所以说，在无特殊情况干扰时，傍晚的空气要比清晨的空气新鲜。

4 结论

根据上述分析发现，燃煤和交通是造成郑州市霾天气的重要因素，致使郑州市11月份空气污染程度升高，1月份达到峰值，3月份回落的主体趋势。随着PM2.5浓度的变化霾的严重程度在一天内也会有一定的变化，凌晨时分污染物浓度最高，下午会相对较低一些。

参考文献

[1]王秦，陈曦，何公理等.北京市城区冬季雾霾天气PM2.5中元素特征研究[J].光谱学与光谱分析，2013，33（6）：1441-1445.DOI：10.3964/j.issn.1000-0593（2013）06-1441-05.

[2]赵晨曦，王云琦，王玉杰等.北京地区冬春PM2.5和PM10污染水平时空分布及其与气象条件的关系[J].环境科学，2014，35（2）：418-427.

[3]吴兑.再论都市霾与雾的区别[J].气象，2006，32（4）：9-15.DOI：10.3969/j.issn.1000-0526.2006.04.002.

[4]中國空气质量在线监测分析平台https：//www.aqistudy.cn/