2.5简介及福州市PM2.5污染分布特征'> PM2.5简介及福州市PM2.5污染分布特征

[摘要] 该文介绍了PM2.5细粒子污染重要的空气质量指示意义。利用2010年～2011年福州市pm2.5观测资料，分析了福州市细粒子污染的分布状况、主要特征及与气象条件的关系。结果表明：福州市pm2.5年平均浓度接近新标准规定的35ug/m３，污染程度较轻；月平均浓度峰值出现在5月，谷值出现在7月；季节分布高低排序为春季＞冬季＞秋季＞夏季，春季污染最严重，一级超标率达72.7%，夏季最轻；日分布呈单峰型，中午前后浓度最高；PM2.5浓度月季分布特征明显，说明PM2.5浓度变化与天气条件关系密切。

[关键词] PM2.5 分布特征 天气条件 福州

0 引言

PM是particulate matter（颗粒物）的英文缩写，PM2.5监测值表示每立方米空气中直径≤2.5μm（微米）的颗粒物质量浓度，单位ug/m３（微克/立方米）。2011年底，美国驻华大使馆PM2.5监测数据“爆表”事件引发了全民关注PM2.5细粒子污染，许多城市的公众通过微博参与PM2.5自测行动，催生了一场“民间环保风暴”。这场全国范围关于高浓度PM2.5引发严重雾霾天气的大讨论，折射出我国许多城市空气质量不容乐观，特别是一些政治中心、经济发达、人口众多的大城市，严重的细粒子污染对城市形象，民众健康，交通安全产生了巨大的负面影响。随着经济的迅速发展，城市化进程加快，汽车数量猛增，PM2.5细粒子污染造成的能见度恶化事件越来越多，灰霾天气明显上升[1-2]。吴兑等[3]指出，能见度的恶化主要与细粒子的浓度关系比较大，与气溶胶的质量浓度关系不大，30年前在粉尘污染时代，我国建立的空气质量评价体系已经远远不能描述新型复合空气污染类型,尤其是不能描述细粒子污染的情况。PM2.5 、PM1.0等细粒子易于富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒，并可进入人的肺部，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，它对人体健康的危害远比人们熟悉的PM10（可吸入颗粒物）等粗颗粒物大[4]。美国1997年就制定了关于PM2.5 的环境空气质量标准（该标准规定PM2.5的日均浓度和年均浓度的限值分别为65ug/m３和15ug/m３），主要是为了有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物；相比发达国家，我国对PM2.5的监测和研究起步较晚、缺乏长期的系统监测资料，新标准的制定也尚未成熟，但国际上公认PM2.5监测值具有非常重要的空气质量指示意义，因此做好PM2.5污染特征的研究意义重大。

2012年1月1日起，福建省重点城市（福州和厦门）已布设多点位开展PM2.5小时连续观测；在此之前PM2.5观测资料比较有限，本文利用2010年～2011年福州紫阳站PM2.5观测资料，分析其时间分布规律、与气象条件的关系[5]，旨在描述福州市PM2.5污染的分布特征，探讨PM2.5污染的影响因素，为PM2.5的监测、预警预报，制定改善大气环境的对策提供一些技术支持。由于篇幅有限，文中没有对天气形势和气象要素场对PM2.5浓度变化的影响展开分析，简要提及部分结论。

1 资料来源与处理

PM2.5资料来源于福州市环境监测（紫阳）站2010年8月1日～2011年12月31日PM2.5连续观测资料（日均值资料），2010年有效样本136个，2011年有效样本322个，将日均值大于35 ug/m３定义为一级超标，日均值大于75 ug/m３定义为二级超标。2011年12月5日，《环境空气质量标准》(二次征求意见稿)中，将PM2.5年和24小时平均浓度限值分别定为35ug/m３和75 ug/m３，与世界卫生组织(WHO)过渡期第一阶段目标值相同。

2 结果与分析

2.1 年分布

2010年～2011年福州紫阳站PM2.5有效监测天458天，PM2.5年平均值36ug/m3，略大于“标准”中规定的35ug/m3。

引用近5年文献记载[6-7]的国内主要城市PM2.5平均浓度值（有些是短时间、试验性监测数据），例如：北京（约133ug/m3）、天津（约69ug/m3）、太原（约194 ug/m3）、沈阳（约80 ug/m3）、重庆（约262 ug/m3）、上海（约75 ug/m3）、南京（约196 ug/m3）、广州（约104 ug/m3），对比可见，福州市PM2.5污染水平远远低于上述城市，细粒子污染程度较轻，空气质量总体上良好；厦门PM2.5年平均值约37 ug/m3，空气质量也很不错。

2010年～2011年福州市日均PM2.5浓度一级超标超标率42.1%，二级超标超标率6.6%，月均最大值68ug/m3，出现在5月（春季），月均最小值15ug/m3，出现在7月（夏季）；日均最大值115ug/m3，出现在2011年3月6日（处于锋前暖区天气形势控制下）；日均最小值2ug/m３，出现在2011年7月28日（处于副热带高压边缘天气形势控制下）。

2.2 月分布

由图1可见，福州市PM2.5月均最大值（峰值）出现在5月，6月开始出现明显下降，谷值出现在7月，6～10月PM2.5月均浓度处在低值区（15～26 ug/m３），11月后开始明显上升，12月～翌年5月PM2.5月均浓度处于一年中的高值区（40～68 ug/m３）。

图1 福州市PM2.5浓度月分布图

PM2.5浓度高值通常出现在高压底部、高压后部、锋前暖区和地面倒槽4种天气形势下，这4种天气型为不利于大气污染物扩散的天气型；低值通常冷高压脊、低涡锋面、副热带高压、台风（热带辐合带）4种天气形势下，这4种天气型为有利于大气污染物扩散的天气型。

2.3 季节分布

由表2分析可得，福州市春季PM2.5 平均浓度是四个季节中最高的，其次是冬季，再次是秋季，夏季平均浓度最低，不足春季或冬季的一半。春季PM2.5浓度一级超标超标率高达72.7%，二级超标超标率17.4%；夏季PM2.5浓度一级超标超标率仅11.1%，二级超标超标率仅0.7%。春季不利于大气污染物扩散的天气型，如锋前暖区、地面倒槽、高压后部出现率高，因此PM2.5平均浓度值高；夏季有利于大气污染物扩散的天气型，如低涡锋面、副热带高压、台风（热带辐合带）出现率高，因此PM2.5平均浓度值低。