淄博市污染气象特征与大气环境容量_朱敏

第30卷第3期南京气象学院学报V o l .30N o .32007年6月J o u r n a l o f N a n j i n g I n s t i t u t e o f M e t e o r o l o g yJ u n .2007 收稿日期:2006-01-23;改回日期:2006-05-10 基金项目:江苏省高校自然科学重大基础研究项目(06K J A 17021) 作者简介:朱敏(1977-),女,山东济宁人,工程师,硕士生,z b z h u m i n @163.c o m .淄博市污染气象特征与大气环境容量朱敏1,2,王体健1,李淑玲2,窦建平3(1.南京大学大气科学系,江苏南京　210093;2.淄博市气象局,山东淄博　255048;3.淄博市环境监测中心站,山东淄博　255000)摘要:利用淄博市环境监测站2002—2004年间的主要大气污染物浓度和同期气象资料,综合分析了淄博市大气环境污染状况及演变特征,用A -P 值法对大气环境容量进行测算。

结果表明该市主要污染物为可吸入颗粒物(P M 10)和二氧化硫(S O 2),其实际排放量均高于理想大气环境容量。

此外,引入美国N O A A 后向轨迹模式(H Y S P L I T 4),分析了影响淄博市强污染天气的外来气团,确认它们是源于东北地区和内蒙古东部的偏北气流,以及蒙古国中部的偏西气流。

这些结果为今后制定城市发展规划,控制和防治大气污染提供了科学依据。

关键词:大气环境污染;气象条件;A -P 值法;大气环境容量中图分类号:X 51 文献标识码:A 文章编号:1000-2022(2007)03-0312-08A i r P o l l u t i o nMe t e o r o l o g i c a l C h a r a c t e r s a n dA t m o s p h e r i c E n v i r o n m e n t C a p a c i t y i nZ i b o C i t yZ H UM i n 1,2,W A N GT i -j i a n 1,L I S h u -l i n g 2,D O UJ i a n -p i n g3(1.D e p a r t m e n t o f A t m o s p h e r i c S c i e n c e s ,N a n j i n g U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210093,C h i n a ;2.Z i b o M e t e o r o l o g i c a l B u r e a u ,Z i b o 255048,C h i n a ;3.Z i b o E n v i r o n m e n t a l M o n i t o r i n gS t a t i o n ,Z i b o 255000,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e d o n t h e a i r p o l l u t i o nd a t a a n d m e t e o r o l o g i c a l d a t a f r o m 2002t o 2004,t h e a i r p o l l u t i o nc h a r a c t e r s a nd t re n d i n Z i b o C i t y w e r e a n a l y z e d .T h e a t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t c a p a c i t y of p o l l u t a n t s w a s e s t i m a t e d u s i ng th e A -Pm e t h o d .I n v e s ti g a t i o n i n d i c a t e s t h a t t h e k e y a i r p o l l u t a n t s a r e i n h a l a b l e p a r t i c l e m a t t e r (P M 10)a n d s u l f u r d i o x i d e (S O 2),a n d t h e i r e m i s s i o n s h a v e b o t h e x c e e d e d t h e a t m o s p h e r i c e n v i r o n -m e n t c a p a c i t y .I n a d d i t i o n ,t h e p o s s i b l e o r i g i n s o f a i r m a s s e s f r o mp h e r i p h e r a l a r e a s o n h e a v y a i r p o l l u t i o n d a y s w e r e c a l c u l a t e d u s i n g t h e N O A AH Y S P L I T 4b a c k w a r d t r aj e c t o r y m o d e l ,a n d r e s u l t s s u g g e s t t h a t n o n -l o c a l o r i g i n p o l l u t a n t s w e r e m a i n l y t r a n s p o r t e d b y t h e n o r t h e r l y f l o wf r o mN o r t h e a s t C h i n a a n d e a s t e r n I n -n e r M o n g o l i a a n d t h e w e s t e r l y f l o wf r o m c e n t r a l M o n g o l i a .A l l t h e s e f i n d i n g s p r o v i d e a s c i e n t i f i c b a s i s f o r m ak i n g pl a n s o f c i t y 's d e v e l o pm en t a s w e l l a s fo r b r i n g a i rp o l l u t i o n u n d e r c o n t r o l i n t h e f u t u r e .K e y w o r d s :a i r p o l l u t i o n ;m e t e o r o l o g i c a l c o n d i t i o n ;A -P m e t h o d ;a t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t c a p a c i t y0　引言随着经济发展和人民生活水平不断提高,大气环境问题正在引起人们的普遍关注和各级政府的高度重视,特别是20世纪80年代以来,工业飞速发展、人口急剧增长和城市化进程加剧,极大地影响了大气环境。

科学研究表明:大气环境是否受到了污染以及污染的程度如何,不仅取决于地形地物、人口密度、工业布局、污染源的多寡及其性质和强度,而且取决于当时的气象条件。

城市气象条件和城市大气污染之间具有相互作用的关系,气象条件作为城市环境的重要因素对城市规划与建设有很大的影响[1]。

如何控制和减少大气污染,进行大气环境评价和污染预测已经成为大气污染研究和城市规划研究领域的主要课题之一。

目前,关于城市大气环境的研究如城市污染特征、大气污染物浓度与气候环境、大气污染监控及预警、大气污染治理技术和污染源区等DOI :10.13878/j .cn ki .dq kxxb .2007.03.004已取得了很多成果[2-5]。

为了弄清淄博市大气污染的特征和来源,确定大气环境的承载能力,利用淄博市2002—2004年环境监测资料及同期气象资料,对污染气象学特征和大气环境容量进行分析,以揭示气象条件与该市空气污染的关系,以及其大气环境容量状况。

此外,引入美国N O A A后向轨迹模式(H Y S P L I T4),分析了一次强污染天气过程中影响淄博大气质量的外来气团轨迹及来源。

这些研究对今后制定城市发展规划,防治大气污染提供了科学的依据和对策,具有重要的意义。

1　大气环境污染分布特征淄博市地处鲁中丘陵与鲁北平原的接壤地带,南部为丘陵山区,北部为微倾平原,地势由东南向西北呈下降趋势,其城市构型为独特的组群型城市。

淄博市是山东省重要的重工业城市和能源基地,以采矿、石油、化工、陶瓷、钢铁等为支柱产业,环境空气质量在全省处于较低的水平,污染较严重。

1.1　资料来源淄博市规划范围内共设空气监测点6个(图1),从2002年1月1日正式启用,均为国控监测点,由市环境监测站承担监测。

其中张店区2个,分别为人民公园和东风化工厂,其他4个区各设监测点1个,即:周村区—三金集团,临淄区—莆田园,淄川区—气象站,博山区—双山。

所有点位的检测项目均为S O2、N O2、P M10。

环境检测站提供2002—2004年主要污染物(S O2、N O2、P M10)浓度值,市气象局提供同期气象资料。

图1　淄博市空气质量监测点位分布示意F i g.1　D i s t r i b u t i o no f o b s e r v a t i o ns i t e s i nZ i b o C i t y1.2　主要大气污染物浓度时空变化特征1.2.1　年均浓度由表1可知,影响淄博市大气环境的主要污染物为P M10和S O2,空气污染呈煤烟型特征。

从淄博市2002—2004年环境空气污染日均值、最大值、最小值和超标率可以看出,S O2下降趋势较为明显, N O2略有上升,P M10略有下降。

特别是2004年,S O2日均值超标率为0.8%,N O2日均值不超标,P M10全年日均值超标率10.7%,这3a整体空气质量呈逐步提高的趋势。

但是,随着机动车数量不断增加,机动车尾气污染将日趋严重,成为城市建设与经济发展中新的大气环境问题。

表1　淄博市2002—2004年空气污染物日均值、最大值、最小值以及日均值超过二级标准的频率T a b l e1　D a i l ym e a n,m a x i m u m a n d m i n i m u m c o n c e n t r a t i o n s o f a i r p o l l u t a n t s,a n df r e q u e n c i e s o f a i r p o l l u t i o nc o n c e n t r a t i o ne x c e e d s S t a n d a r dⅡf r o m2002t o2004i nZ ib oC i t y m g/m3年份S O2最大最小日均超标率/%N O2最大最小日均超标率/%P M10最大最小日均超标率/%20020.1980.0240.06111.50.0450.0150.02300.4100.0310.10211.4 20030.1610.0220.0583.60.0450.0160.02700.2130.0380.09810.7 20040.150.0270.0570.80.0480.0150.02600.230.0320.09610.71.2.2　月均浓度由图2可看出,影响淄博市大气环境的主要污染物P M10和S O2,随季节变化的规律较明显,特别是采暖期(10—12月、1—3月)污染物浓度较高,煤炭、石油等能源消耗量大幅度增加成为主要污染源,春季干旱、风沙大,使可吸入颗粒浓度增大。