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银川市大气重污染特征研究

更新时间:2009-03-28

大气污染造成我国每年几十万城市居民的早逝[1],以及上千亿元的经济损失[2]。大气重污染会威胁公共安全,损害人体健康,影响农业生产、大气能见度,甚至全球的气候变化[3]。近年来,国内外学者针对大气重污染开展了一系列的研究。李令军等[4]指出北京大气重污染可分为静稳积累型、沙尘型、复合型以及特殊型4个类型,张小曳等[5]研究发现,2013年1月6—16日我国中东部大范围的重污染过程中,新粒子的形成和老化阶段均存在有机气溶胶的贡献。为准确分析银川市环境空气质量状况,客观评价大气重污染的影响,本文重点研究了2013—2016年银川市大气重污染特征,初步探讨了重污染的影响因素,为银川市大气污染防治提供科学依据。

1 研究区概况

银川市位于黄河上游宁夏平原中部,东临黄河,与吴忠市的盐池县接壤;西依贺兰山,与内蒙古自治区阿拉善盟左旗为邻;南与吴忠市利通区、青铜峡市相连;北接石嘴山市平罗县,与内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗相邻。银川市西部、南部较高,北部、东部较低,略呈西南、东北方向倾斜,山地集中在西部,南部、北部、东部以平原为主。

银川市属中温带大陆性气候,主要气候特点是四季分明、春迟夏短、秋早冬长、昼夜温差大。年平均气温为9°C,年平均相对湿度为57%,年平均风速为2.1 m/s,最多风向为北风,全年日照时数为2 905.7 h,是全国太阳辐射和日照时数最多的地区之一。

纵观人类历史的发展进程和历代王朝的兴亡更替,对于任何一个阶级来说,如果没有代表本阶级利益的领袖,是很难取得统治地位的。而以列宁为首的代表无产阶级利益的领袖在革命的实践活动中则非常重视领袖的权威,并且是符合当时的世情、国情和党情的,因而取得了非凡成就。

2 数据来源

本文采用银川市6个国控监测站点2013-01-01—2016-12-31 PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO 和O3小时质量浓度数据和气象数据(气压、气温、风向、风速、湿度)。6个站点分别为兴庆区1个(银湖巷),金凤区 2个(宁安大街、贺兰山东路)、西夏区2个(宁化生活区、学院路)、贺兰山马莲口1个(清洁对照点)。站点详细信息和地理位置见图1。

(2)银川市重污染主要类型是静稳积累型重污染,其次是沙尘复合型重污染。2013—2016年,银川市共发生27 d以PM2.5为首要污染物的静稳积累型重污染天气。在静稳积累型重污染天气下,各污染物质量浓度呈明显的正相关,有明显的污染积累过程,颗粒物存在明显的细化趋势,以细粒子为主;2015年、2016年较2013年重污染天数有所减少,但重污染持续过程的次数、天数增加,说明银川市重污染天气的污染状况有加重趋势。

3 结果与分析

3.1 2013—2016年整体污染状况

  

图1 银川市监测站点分布示意图

按照 《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)对空气质量的等级划分,空气质量指数(AQI)共分为 6个级别,0~50为一级,51~100为二级,101~150 为三级,151~200 为四级,201~300 为五级,301以上为六级。本研究中重污染专指AQI指数在200以上的大气污染。2013—2016年银川市出现五级及以上的重污染共40 d,重污染频率为2.7%,其中,首要污染物为PM2.5的污染天数为27 d,首要污染物为PM10的污染天数为13 d。

在国家电网公司“三集五大”的大背景下,已有部分省级电网企业对物资结算管理集约化模式进行了探究。目前主要有两种集约化结算(下称集中结算)模式。

3.2 年际变化和季节变化

[2]於方,过孝民,张衍燊,等.2004年中国大气污染造成的健康经济损失评估 [J].环境与健康杂志,2007,24(12):999-1003.

图6表明,随着捕收剂用量的增加,三种矿物的上浮率都逐渐增加。捕收剂用量大于40 mg/L后,两种捕收剂对石英的捕收效果基本相似,小于40 mg/L时,油酸钠对石英的捕收性能稍好。对于绿泥石,在所研究的捕收剂用量范围内,CM-5对其浮选回收率都高于油酸钠,且随着捕收剂用量的增大,

 

表1 PM2.5和PM10质量浓度线性回归及相关性分析结果

  

注:y 为 PM2.5质量浓度(μg/m3);x 为 PM10质量浓度(μg/m3)。

 

年份 拟合方程 R R2 PM2.5与PM10日均质量浓度比2013 y=0.345 0x+81.721 0.23 0.053 3 0.62 2015 y=0.753 7x-33.917 0.97 0.939 5 0.64 2016 y=0.561 9x+32.917 0.87 0.771 7 0.69

3.3 银川市重污染类型

2013—2016年,银川市共发生40 d的重污染,其中,冬季重污染共发生30 d,以PM2.5为首要污染物的重污染天数达到27 d,占冬季重污染天数的90%,以PM10为首要污染物的重污染天数达到3 d,占冬季重污染天数的10%;春季重污染共发生10 d,以PM10为首要污染物的重污染天数占春季重污染天数的100%。分析2013—2016年冬季与春季重污染日6项污染物质量浓度(表2,表3),可以看出,冬季重污染日,PM2.5、SO2、NO2、PM10质量浓度均大幅度上升,春季重污染日除部分日期PM10质量浓度很高外,PM2.5质量浓度均呈上升趋势。同时,依据宁夏气象服务中心提供的气象数据,银川市春季10 d的重污染天气现象均为浮尘天气,冬季30 d的重污染天气中除2013年2月17日、28日为浮尘天气外,剩余28日为霾天气。通过对银川市大气重污染特征的研究发现,银川市冬季容易受霾天气影响,春季易受沙尘影响,这与李令军等[4]对北京市大气重污染研究结果相似。因此,本文参照李令军等的研究成果,将银川市重污染类型分为两类:静稳积累型重污染和沙尘复合型重污染[4]

3.3.1 静稳积累型重污染 静稳积累型重污染发生时风速小、湿度大、能见度较低,其出现还往往伴随明显的近地层逆温[7],致使大气污染物难以扩散,形成明显的污染积累过程。2013—2016年银川市静稳积累型重污染发生时,PM2.5、SO2、NO2、PM10平均质量浓度分别为178,199,76,273 μg/m3,且各污染物质量浓度成明显的正相关。有明显的污染积累过程,污染形成时,积累速度非常快,空气质量级别在2 d内就会由轻度污染演变为重污染。2015年、2016年共出现7次由前一天的轻度污染跃至重度污染的现象。

(1)2013—2016年银川市出现五级及以上的重污染共40 d,重污染频率为2.7%,其中,首要污染物为PM2.5的重污染天数达27 d,首要污染物为PM10的重污染天数为13 d。从季节分布看,重污染主要分布在冬季(12月至次年2月)、春季(3—5月),重污染天数占全年重污染天数的70%,30%。

 

表2 2013—2016年银川市冬季重污染日污染物日均质量浓度变化μg/m3

  

日 期 SO2 NO2 CO O3-8 h PM10 PM2.5 2013-01-06 288 69 3 251 40 266 164 2013-01-13 188 57 4 169 57 247 156 2013-01-14 264 55 3 897 44 365 160 2013-01-20 213 73 2 575 49 256 189 2013-01-21 202 74 2 719 61 260 178 2013-01-28 272 85 3 209 55 250 175 2013-01-29 260 86 2 605 80 228 174 2013-02-17 152 44 1 217 71 362 85 2013-02-28 48 22 1 029 88 415 79 2013-12-07 207 100 3 481 14 269 173 2013-12-13 259 98 3 478 17 258 168 2015-01-02 348 80 3 300 28 273 170 2015-01-03 341 91 3 700 30 293 179 2015-01-04 304 83 3 500 21 256 155 2015-01-11 239 90 3 000 33 274 178 2015-01-12 230 88 2 900 38 266 164 2015-01-13 267 91 3 200 25 298 184 2015-11-30 172 84 2 600 54 304 184 2015-12-06 203 67 2 600 46 238 158 2015-12-09 176 71 3 600 29 355 244 2015-12-10 153 55 3 200 61 363 240 2016-01-02 296 76 3 800 26 257 165 2016-01-14 135 67 2 200 44 210 153 2016-02-11 164 65 2 900 110 241 184 2016-12-13 115 66 2 500 31 230 154 2016-12-15 142 82 2 500 43 236 166 2016-12-16 105 69 2 900 45 228 151 2016-12-18 108 74 3 100 43 265 177 2016-12-19 161 79 3 800 38 294 201 2016-12-31 202 101 3 300 28 257 171

 

表3 2013—2016年银川市春季重污染日污染物日均质量浓度变化μg/m3

  

日 期 SO2 NO2 CO O3-8 h PM10 PM2.5 2013-03-09 38 24 759 109 511 97 2013-03-11 80 56 1 849 71 452 104 2013-03-12 80 32 1 367 110 442 87 2014-03-17 81 25 1 367 61 552 113 2014-03-26 53 31 1 437 132 182 64 2014-04-24 14 20 600 72 932 176 2014-04-26 32 28 1 100 77 359 78 2015-03-31 47 22 900 74 487 60 2016-03-18 76 41 1 400 101 357 109 2016-05-20 24 17 700 82 863 228

  

图2 2016年12月重污染过程空气质量监测站点PM2.5日均质量浓度变化

为进一步分析重污染过程中PM2.5的化学组分变化,本文借鉴罗达通[9]的研究,发现银川市冬季PM2.5的煤烟尘分担率为23%,二次无机离子分担率为21%,城市扬尘、机动车尾气尘分担率均为18%,四者的贡献率之和达到80%。多种来源的多种污染物及其前体物在大气环境中发生多界面、彼此耦合的多种反应,导致大气污染体系复杂,也使得二次粒子的污染加重,说明银川市以细颗粒物为主的复合型污染问题已经凸显。

3.3.2 沙尘复合型重污染 受沙尘天气影响,2013—2016年全市共发生13次以PM10为首要污染物的沙尘复合型重污染,全市重污染日各站点PM10质量浓度大幅度上升,其中,2014-04-24,PM10质量浓度达到932 μg/m3,为近4 a日均最大质量浓度值。在08:00—09:00由121 μg/m3急速上升至 751 μg/m3,在 10:00—14:00 连续 5 h PM10小时质量浓度均在 2 000 μg/m3以上;08:00—09:00,PM2.5 质 量浓 度 由 45 μg/m3 上升至 189 μg/m3,在10:00—15:00连续 6 h PM2.5小时质量浓度均在300 μg/m3以上,全市实时AQI指数由良上升至严重污染。受外来沙尘源叠加本地常规排放源的积累,造成全市连续14 h的污染过程,大气复合污染加重。

从季节分布看,重污染主要分布在冬季(12月至次年2月)、春季(3—5月),重污染天数占全年重污染天数的70%,30%。重污染发生时,银川市主要污染物质量浓度均出现明显升高现象,统计 2013—2016年冬季重污染日 PM2.5与 PM10质量浓度的相关性(表1),分析表明,PM2.5质量浓度增幅最为明显,PM2.5与PM10日均质量浓度值的相关系数R分别为 0.23,0.97,0.87(2014年冬季无重污染)。说明PM2.5与PM10质量浓度的相关性有明显上升趋势,其变化规律在2015年和2016年趋于一致,重污染时颗粒物存在明显的细化趋势,以细粒子为主,这与李令军等[6]对北京市大气重污染特征研究所得结果基本一致。2013—2016年冬季重污染日,PM2.5与PM10的日均质量浓度比值分别为 0.62,0.64,0.69 (2014年冬季无重污染),该比值有上升趋势,表明PM2.5的污染状况近两年有明显的加重趋势。春季,受外来沙尘影响,2013—2016年银川市共出现13次以PM10为首要污染物的重污染,2014年4月24日,PM10达到4 a的最大日均质量浓度,为932 μg/m3,超出日均质量浓度国家二级标准限值的5.2倍。

一是水资源总量的约束日趋突出。我国目前的年用水总量已经突破6 000亿m3,约占水资源可开发利用量的74%。前面已谈到,很多地方水资源的形势十分严峻,水资源过度开发,已经接近或者突破水资源可以支撑的限度,如果不采取强有力的刚性措施,就难以扭转水资源严重短缺和日益加剧的被动局面。

4 结论

2016年12月9—21日银川市发生了一次典型的持续性重污染过程,期间银川市所有站点先后达到重污染级别(图2)。12月9日,受弱偏北风控制,全市各站点PM2.5质量浓度均在63 μg/m3以下,受霾天气影响,10日银湖巷站点PM2.5质量浓度最先升高,由 14:00的 53 μg/m3上升至16:00的 118 μg/m3,至夜间 22:00,全市各站点 PM2.5质量浓度均上升至 100 μg/m3以上,11 日 12:00,全市各评价点PM2.5质量浓度均在150 μg/m3以上,形成全市重度污染。对照点贺兰山马莲口在16:00 PM2.5质量浓度达到165 μg/m3,该站点位于贺兰山,周边以自然生态环境为主,其污染物质量浓度升高,说明受到了区域大气污染传输的综合影响。依据中央气象台发布的霾预警信息,银川市12—19日受霾天气影响,全市交替出现重度污染、中度污染。重度污染期间,各站点PM2.5日均质量浓度基本处于同一水平。借鉴刘玉兰等[8]对1961—2008年银川市灰霾天气的气候特征分析,银川市灰霾日数呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节特征,最多的在12月。48 a来,银川市灰霾日急剧增加,一般情况下银川市灰霾日持续1~3 d,持续2 d以上的灰霾天气过程占17%,持续5 d以上的灰霾天气过程占1%[8]。依据银川市气象台发布的气象信息,2016年12月11—21日,全市均为霾天气,持续时长达13 d,霾天气持续时间的延长加重了银川市空气污染程度。

桑料,是云浮人用岩鹰的粪便,混合着参柏香、油松籽、狼烟蒿、燕衔泥做成的。岩鹰只栖息在云浮山南面的绝壁上,它们的利喙能够轻易啄开坚硬的岩石。为了获得它们的粪便,云浮人会冒死攀上绝壁,趁岩鹰外出觅食的时候,进入它们的巢穴。这并不是一件容易的事情,每年都会有人因此而丧命。即便是最灵活的攀岩者,也不敢保证在那样险峭陡直的千丈绝壁上,能够安然地爬完每一步。而一旦遭遇岩鹰提前归巢,哪怕是族中最勇猛的战士,也很难在那样凶悍的钢爪铁喙下,全身而退。

某君的变脸术,还表现在声音上。比如接听电话这种事情上,声音越来越大对方肯定是下属;声音越来越小,对方肯定是领导。面对面谈话,两眼望地的是部下,两眼朝天的是领导。群众来访,他推三阻四、狐假虎威;领导莅临,他战战兢兢、如履薄冰。

(3)银川市多种来源的多种污染物及其前体物在大气环境中发生多界面、彼此耦合的多种反应,导致大气污染体系复杂,也使得二次粒子的污染加重,说明银川市以细颗粒物为主的复合型污染问题已经凸显。

[1]陈仁杰,陈秉衡,阚海东,等.应用伤残调整寿命年评价我国城市大气颗粒物污染的人群健康效应[J].中华预防医学杂志,2010,44(2):140-143.

参考文献:

将4项水资源评价指标权重均设定为0.25,加权平均后可得水资源承载指数为0.22;将3项生态条件与环境质量评价指标权重均设定为0.33,加权平均后得生态条件与环境质量承载指数为0.65。参照省内指标的平均水平,按照弱、较弱、一般、较强、强五级分类方法进行分类评价(表4)。将承载能力为强、较强和一般的判定为可载,承载能力较弱的判定为临界,承载能力为弱的判定为超载。

从年份分布来看,2013—2016年重污染发生天数分别为 14,4,11,11 d,2013—2016 年重污染过程持续2 d的发生过4次、持续3d的发生过2次。其中,2013年出现1次持续2 d重污染过程;2015年出现2次持续3 d重污染过程,1次持续2 d重污染过程;2016年出现2次持续2 d重污染过程。尽管2015年、2016年较2013年重污染天数有所减少,但重污染持续过程次数增加、天数增加,说明银川市重污染天气状况有加重趋势。

[3]LI J H,ZHANG D Z, SHAO L Y,et al.Individual particle analysis of aerosols collected under haze and non-haze conditions at a high-elevation mountain site in the North China plain [J].Atmospheric Chemistry and Physics,2011,11:11733-11744.

[4]李令军,王英,李金香.2000—2010北京大气重污染研究[J].中国环境科学,2012,32(1):23-30.

[5]张小曳,孙俊英,王亚强,等.我国雾-霾成因及其治理的思考[J].科学通报,2013(13):1178-1187.

[6]李令军,王占山,张大伟,等.2013—2014年北京市大气重污染特征研究[J].中国环境科学,2016,36(1):27-35.

[7]李金香,邱启鸿,辛连忠,等.北京秋冬季空气严重污染的特征及成因分析[J].中国环境监测,2007,23(2):89-93.

[8]刘玉兰,梁培,刘娟,等.1961—2008年银川市灰霾天气的气候特征[J].气象与环境学报,2012,28(1):55-58.

[9]罗达通.典型沙尘多发地银川市PM2.5污染特征及来源分析[D].北京:中国环境科学研究院,2015.

 
杨丽蓉
《宁夏工程技术》 2018年第01期
《宁夏工程技术》2018年第01期文献

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