乌鲁木齐市大气污染物浓度的时间分布特征

龙源期刊网乌鲁木齐市大气污染物浓度的时间分布特征作者：师浩凌魏毅王文全王纯利来源：《农业与技术》2012年第08期摘要：本文根据监测数据分析了2010年乌鲁木齐市大气污染物浓度的时间分布特征。结果表明：（1）三种污染物的API值季节变化非常明显，整体呈现U型分布。其中，PM10和SO2分别在三季度API指数最小，一季度指数最高；NO2则表现为二季度API指数最小，一季度指数最高（2）三种污染物浓度从3月份开始明显减小，5月～8月达到最低值，10月份浓度逐渐增大，l2月至2月达到最高值。关键词：大气；污染物；API；时间分布；乌鲁木齐中图分类号：X51文献标识码：A乌鲁木齐市作为西北地区的一个重要城市，城市环境的保护与建设自然也就成了西北生态环境保护和建设的重要组成部分。一段时间以来，乌鲁木齐市政府对环境污染进行了大幅度的整治，大大小小数千余座燃煤锅炉已被拆迁或者兼并。其中少部分集中供热的锅炉采用了含硫量少的燃煤，大大减少了冬季的空气污染，但是污染现状并非因此而得到彻底的改善。据人们所知，空气的污染情况与天气变化之间存在密切的关系。空气中的污染物在空气中的诸如传送、扩散、沉降等过程都依赖于气象要素的变化，空气质量的好坏由气象要素值的大小和天气变化过程的强度决定。本文利用乌鲁木齐市监测部门发布的相关数据，对2010年乌鲁木齐市的空气污染状况从季节和月度两个方面进行了比较分析，研究污染物浓度的时间变化规律，找出乌鲁木齐市污染物浓度与天气气候的相关关系[3]，以便为改善乌鲁木齐市空气环境和空气质量提供必要的参考依据，希望能为我们从总体上认识乌鲁木齐市的空气污染现状和相应环保政策的制定提供一些必要的参考。1资料来源与计算方法资料的来源和处理资料来源于乌鲁木齐市环境监测站2010年1月～12月乌鲁木齐市区3个监测点（铁路局、儿童公园、南郊客运站）的月报，三种污染物为：PM10、SO2、NO2的浓度监测均值，并按照国家气象局统一标准换算成空气污染指数。空气污染指数的计算方法基本计算式龙源期刊网为某污染物的污染指数，C为该污染物的浓度。则：I=I大-I小C大-C小（C-C小）+I小式中：C大与C小：在API分级限值表（表1）中最贴近C值的两个值，C大为大于C的限值，C小为小于C的限值。I大与I小：在API分级限值表（表1）中最贴近I值的两个值，I大为大于I的值，I小为小于I的值。全市API的计算步骤求某污染物每一测点的日均值点日Mg=∑ni=1Ci/n式中：Ci为测点逐时污染物浓度，n为测点的日测试次数求某一污染物全市的日均值市日Mg=∑nj=1点日Mgj/l式中：l为全市监测点数，c将各污染物的市日均值分别代入API基本计算式所得的值，便是每项污染物的API分指数。d选取API分指数最大值为全市API。全市主要污染物的选取各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该项污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API=max（I1，I2…Ii…In）2大气污染物的季节变化特征大气污染物季节API2010年，乌鲁木齐市的PM10一季度均值为，SO2一季度均值为，NO2一季度均值为，则其空气污染指数的计算如下：按照此浓度范围内空气污染指数与乌鲁木齐市污染物的线性关系进行数据计算，即此处浓度限值C2，，而相应的分指数值I2=100，I3=200，则PM10的污染分指数为：龙源期刊网=[（200-100）/（-）]×（-）这样，PM10的一季度空气污染指数；其它污染物的一季度指数分别为（SO2），（NO2）。取污染物最大者逐步计算出乌鲁木齐市的空气污染指数：API=max（，，）同理计算出其他三个季度的API：SO2（36，18，），NO2（52，55，79），PM10（98，96，）可以看出：2010年乌鲁木齐市首要污染物为可吸入颗粒物（PM10）。表12010年乌鲁木齐市三项污染物的季度监测浓度值（mg/m3）污染物一季度二季度三季度四季度079图12010年乌鲁木齐市污染物API各季走势从图1中可以看出：（1）乌鲁木齐市的大气污染首要污染物是PMl0，且API值远远大于SO2和NO2。（2）PM10除一季度在三级的轻度污染区内，其余的全都在二级区域内。（3）NO2全年都在二级及以下的区域。（4）SO2除一季度在三级中度污染区内，其余都在二级以下的范围。三种污染物的API值季节变化非常明显，整体呈现U型分布。其中，PM10和SO2分别在三季度API指数最小，一季度指数最高；NO2则表现为二季度API指数最小，一季度指数最高。可以看出，乌鲁木齐市冬季燃煤取暖和逆温层深厚有着直接的关系，并且与大气稳定度、静风频率、阴雾天气和降水形态等因子有关。据相关统计资料数据表明，乌鲁木齐市一季度和四季度大气稳定性高，逆温极易形成且深厚，不易被破坏；静风频率大，阴雾天气多；固态降水对大气中污染物的清洗程度明显降低。二季度和三季度对流旺盛，逆温浅薄且易消散，静风频率远远小于冬季。以上这些气象因子是一季度和四季度污染严重、二季度和三季度污染最轻的客观原因。3大气污染物的各月变化特征表22010年乌鲁木齐市三项污染物各月监测浓度值（mg/m3）污染物1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月龙源期刊网年，乌鲁木齐市三项污染物各月监测浓度均值见表2，三种污染物的API值在各月的分布情况见图2。从上述图表可以看出：（1）各月的首要污染物仍以PM10为主，5～10月SO2浓度最低，4～9月NO2浓度最低。（2）从3月份三种污染物浓度开始明显减小，5，6、7、8月达到最低值，l0月份浓度逐渐提升，12月、1月达到最高值。（3）PM10的浓度，它有别于SO2和NO2的一个重要特征是：在3～4月间有一个明显反弹，这与春季天气过程频繁，风沙及浮尘天气相对较多有关。除了乌鲁木齐市因采暖期烟尘和煤中的SO2对当地的空气质量产生直接影响外，在春、夏两季一些气象因子对本市的污染物浓度的稀释、扩散也存在着不同程度的影响。比如，SO2相对NO2极易溶于水，当该地区有降水产生时，其污染物浓度迅速衰减，同时，降水也能大大清除空气中的尘埃，使PM10的浓度明显减小。有监测数据表明，降水量的大小与空气清洁的程度成正比[5]。2010年7月25日乌鲁木齐市连续的中到大雨的降水，使SO2浓度连续两天保持在～，空气质量达到优级。在实际预报中，我们不能确定有风就一定有利于本市污染物的扩散，这是因为冬季大气处于稳定，大地基本上被厚厚的积雪覆盖，在逆温强的天气条件下，一定风速的风，能破坏这种稳定的大气层结，迫使污染物加速扩散，使空气质量得到良好改善；但相同风速的风，如果出现在积雪全部消融和裸露地面尚未被植被覆盖的春季，则很有可能造成PM10浓度的超过国家标准，导致污染加重。4小结乌鲁木齐市三种污染物浓度具有一定的规律性，它是随时间的变化而变化，即夏、秋交换的两个月内，SO2和NO2处在无污染区，PM10处在二级良性区域内；1月、2月和12月是SO2和PM10的三级轻度污染区。不管是在季度中，还是月份中，影响乌鲁木齐市空气质量的首要污染物均为PM10，并且浓度在3月份有反弹；一年中6、7月份中，三种污染物的浓度最低，空气质量相对最好，2月、12月和1月中，三种污染物浓度最高，空气质量最差。以上这些特性，它既有它客观存在的一些原因，也有人为造成的相关因素，如果我们能最大限度地控制人为造成的严重污染，同时掌握影响空气污染的客观因素，就能有效的治理污染，还大家一个洁净的天空。参考文献[1]吴彦.乌鲁木齐市污染物浓度的时间分布特征[J].2003（01）.龙源期刊网[2]钱翌，巴雅尔塔.乌鲁木齐市大气污染物时空分布特征研究[J].2004（04）.