2001—2010年济南市空气质量特征分析

2001—2010年济南市空气质量特征分析
作者：尹承美于丽娟高帆
来源：《现代农业科技》2012年第03期
摘要利用济南市环境空气监测资料，使用国内普遍采用的API空气污染指数，分析了济南市2001—2010年空气质量的变化特征。

结果表明：2001—2010年济南市环境空气质量为良或优的天数总体呈上升趋势；冬、春季空气质量比夏、秋季差，污染最轻的是8月，污染最重的是12月或1月；近10年主要污染物为可吸入颗粒物PM10，可吸入颗粒物的来源呈多样性，近年来，汽车尾气污染和建筑尘逐渐成为济南市环境空气污染的主要因素；空气污染较重时一般伴随冷空气影响，近低层存在逆温，不利于污染物的扩散。

关键词空气质量；变化特征；重度污染；天气形势；山东济南；2001—2010年
中图分类号 X823 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0027-02
大气是人类赖以生存的基本环境要素。

但随着工业的发展、城市人口的增加、煤炭和石油燃料的迅猛增长，大气环境质量日趋恶化，大气污染已成为影响环境和危害人类身体健康的主要因素之一。

济南市位于北纬36°40′，东经117°0′，南依泰山，北跨黄河，地处鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带上，地势南高北低。

地形复杂多样，大体可分为3带：北部临黄带，中部山前平原带，南部丘陵山区带。

济南地处中纬度，属暖温带大陆性季风气候区，四季分明：春季干燥少雨，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季严寒干燥。

近年来，随着国民经济的飞速发展，城市环境污染问题已经成为最严重的环境问题之一，如可吸入颗粒物常会形成大范围灰霾天气[1-2]。

因此，分析和研究环境空气质量，对于改善济南市环境空气质量具有极为重要的意义。

1 数据来源
环境空气质量API指数（Air Pollution Index，简称API）是一种反映和评价环境空气质量的数量尺度方法，就是将常规监测的几种环境空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数数值形式，并分级表征环境空气污染程度和环境空气质量状况（表1、表2）[1]。

2 2001—2010年空气质量变化特征
利用环境保护部数据中心2001—2010年济南市空气质量数据，使用国内普遍采用的API 空气污染指数来分析不同年份、不同季节环境空气质量变化特征。

2.1 2001—2010年空气质量年变化规律
分析2001—2010年逐日空气质量（图1）可知，2007年空气质量达到良的日数最多，为311 d，占全年总日数的85.2%；其次是2006年（308 d）和2010年（307 d），分别占全年总日数的84.4%和84.1%；最少的是2004年，仅为208 d，占全年总日数的57.0%。

轻度污染或轻微污染日数最多出现在2003年和2004年，均达到151 d，占全年总日数的41.4%；其次是2001年，有135 d，占全年总日数的37.0%；最少的是2007年，仅为46 d，占全年总日数的12.6%。

由此可见，最近10年空气质量为良或优的日数虽略有波动，但总体呈上升趋势。

2001—2010年API平均值为91（图2），近10年API值总体呈下降趋势，API小于平均值的月份基本上集中在6—10月，谷值出现在8月，峰值大多出现在12月或1月。

2.2 2001—2010年空气质量月季变化规律
污染最轻的月份是8月（图3），10年中出现轻微污染或轻度污染的日数只有9 d，空气质量为良或优的日数达到301 d，占8月总日数的97.1%；污染最严重的出现在12月，10年中有141 d达到轻微污染或轻度污染，占12月总日数的45.5%。

济南市四季分明，春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季为12月至翌年2月。

分析2001—2009年不同季节的API变化（图4）可知，除了2001年、2004年和2005年春季污染最重外，其余均是冬季污染最重；除了2001年和2004年秋季污染最轻外，其余均是夏季污染最轻，这与上面分析的月变化规律较一致。

大气颗粒物的季节变化规律为：夏季和秋季污染較低，日均变化不是很明显，冬季和春季污染较高，日均变化较明显。

颗粒物的污染与不同季节的气候条件有着密切的关系：夏季植被茂盛，固定了土壤，降低了土壤扬尘的影响，同时雨水较多，对污染物有较大的冲刷作用，使空气质量较好；冬季寒冷而干燥，取暖需要燃烧大量煤炭，产生大量的颗粒物，使空气质量较差；春季沙尘较多[3-4]，会造成可吸入颗粒物浓度增加，且昼夜温差较大，容易形成逆温，不利于污染物扩散，造成空气质量较差。

此外，发生在西北地区的沙尘有时也会输送到济南市上空，这也是春季和冬季济南空气质量下降的另一个原因。

2.3 主要污染物特征
2001—2010年主要污染物为可吸入颗粒物PM10的日数达到3 370 d，占总天数的
92.3%，其次污染物为SO2，出现181 d，占总日数的5.0%。

可吸入颗粒物的来源呈多样性，既有地面扬尘，又有大量的建筑尘和燃煤尘等。

近年来，随着机动车数量的迅速增长，汽车尾气污染和建筑尘逐渐成为导致济南市环境空气污染的主要因素。

2.4 空气质量为重度污染时天气形势
2001—2010年空气质量为重度污染共出现10 d（表3），首要污染物都是可吸入颗粒物PM10，达到重度污染时API最小值为304，最大值为435。

分析空气质量出现重度污染API＞400时前一日和当日的天气形势（表4）发现，这几次重度污染的天气形势比较类似：500 hPa均为西北气流或西西北气流，850 hPa温度场有所不同，一是前一日和当日850 hPa均为冷平流，有冷空气持续影响济南，伴随冷空气影响，可能会出现扬沙或浮尘；二是850 hPa由暖脊转为冷平流，暖脊较强时会出现偏南大风，地面转北风后，北风风力也比较大，伴随大风会出现扬沙或浮尘；三是850 hPa由暖平流转为冷平流，地面南风转北风，南风较小，北风较大。

空气质量出现重度污染时，前一日均有逆温层或等温层存在，逆温层高度较低，升温幅度较小，近低层逆温层的存在不利于污染物的扩散。

3 结论
济南市的环境空气污染特征表明，济南市环境空气污染趋势得到初步控制，环境空气质量为良或优的日数总体呈逐渐增多的趋势。

冬季、春季空气质量比夏季、秋季差，污染最轻的是8月，污染最重的是12月或1月。

主要污染物为可吸入颗粒物PM10，占总日数的92.3%，而可吸入颗粒物的来源呈多样性，既有地面扬尘，又有大量的建筑尘和燃煤尘等。

近年来，汽车尾气污染和建筑尘逐渐成为济南市环境空气污染的主要因素。

空气质量为重度污染时天气形势：500 hPa均为西北气流或西西北气流，850 hPa冷平流或由暖脊转为冷平流，分别对应持续降温过程和由暖变冷的降温过程，大多伴有沙尘天气；前一日近低层存在逆温层或等温层，不利于污染物的扩散，加重了空气的污染程度[5-6]。

4 参考文献
[1] 连东英，林长城，郭进敏，等.气象条件变化对三明市空气质量的影响[J].安徽农业科学，2010（35）：20199-20202.
[2] 曹建华，尹清华，李俊有.赤峰市干旱灾害风险指标的确定及分布规律[J].内蒙古农业科技，2009（2）：72-73.
[3] 李燕，王友强，刘强.春季大风对济宁市空气质量的影响[J].安徽农业科学，2009（3）：1212-1213.
[4] 周华军，张宇峰.环境空气质量保证与质量评价[J].现代商贸工业，2011（23）：312.
[5] 潘琳，齐庚申，王伟，等.天津市空气质量变化趋势及主要影响因子分析[J].环境污染与防治，2011，33（10）：106-109.
[6] 郭勇涛，佘峰，王式功，等.兰州市空气质量状况及与常规气象条件的关系[J].干旱区资源与环境，2011，25（11）：100-105.。