楊瑞　王紅磊　朱彬

【摘 要】近年來以PM2.5為代表的顆粒物污染備受社會各界關(guān)注，針對大氣顆粒物污染，很多的研究大都集中質(zhì)量濃度上，而且針對顆粒物的觀測采樣也重點(diǎn)放在市中心區(qū)，本文將目光放在大氣顆粒物的數(shù)濃度上，選取南京市浦口區(qū)為采樣點(diǎn)，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器觀測了生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)的顆粒物垂直分布。結(jié)果表明：生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)中，不同層次不同直徑的顆粒物處于同一個(gè)量級，只是垂直分布特征存在差異。生活區(qū)中，直徑較小（直徑為0.3μm、0.5μm、1μm）的粒子數(shù)濃度隨高度增加先增后減，而直徑偏大（直徑為3.0μm、5.0μm）的粒子其數(shù)濃度分布特征則恰好相反。在風(fēng)景區(qū)，隨著顆粒物直徑的增大，顆粒物數(shù)濃度隨高度減小的趨勢越顯著。

【關(guān)鍵詞】顆粒物；數(shù)濃度；垂直分布

大氣中的顆粒物是影響人體健康、大氣能見度和地球輻射平衡的重要污染物， 同時(shí)也是大氣化學(xué)反應(yīng)的良好載體[1]，灰霾天氣的發(fā)生直接導(dǎo)致大氣能見度降低， 環(huán)境空氣質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響人們身體健康[2]。

近10年來，我國很多大城市開展了針對顆粒物污染的研究，但是對于這些顆粒物的研究目前大都局限在質(zhì)量濃度上面， 國外大概從1990年就開始從顆粒物質(zhì)量濃度的研究轉(zhuǎn)向關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[3]。我國的很多學(xué)者也是最近幾年才開始關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[4]， 可喜的是，目前一些研究已經(jīng)取得了很有價(jià)值的成果， 為我國進(jìn)一步開展顆粒物數(shù)濃度的研究起到了很好的借鑒示范作用。但是在南京郊區(qū)開展顆粒物數(shù)濃度的觀測研究還比較少。

本研究利用便攜式塵埃粒子計(jì)數(shù)器選取南京郊區(qū)的一個(gè)生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)不同高度進(jìn)行了不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的觀測，進(jìn)而來分析近地層不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的垂直分布特征，以期為整治不同高度顆粒物污染和居民生活健康提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

采樣地點(diǎn)共選取2個(gè)，一個(gè)是選取了浦口區(qū)龍山北路一棟六層大學(xué)公寓作為生活區(qū)代表，在每層樓陽臺采樣，6層高的學(xué)生公寓在南京高校中最常見，很有代表性；另一個(gè)采樣點(diǎn)是毗鄰該公寓的龍王山風(fēng)景區(qū)，該風(fēng)景區(qū)海拔高度110m左右，周圍無高層建筑物，視野比較開闊。

1.2 數(shù)據(jù)采集

2014年5月3日～5月9日，根據(jù)中國天氣網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，采樣點(diǎn)遭遇了一次輕度污染期間伴隨這輕度霾的過程。在此期間，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器連續(xù)觀測不同高度處粒子直徑為0.3、0.5 、1.0、3.0、5.0μm的顆粒物數(shù)濃度。其中生活區(qū)采取逐層采樣，風(fēng)景區(qū)由于高度較高，從山腳開始，逐10m采樣一次。儀器設(shè)置采樣時(shí)間為1分鐘，數(shù)濃度單位為：個(gè)/m3。

2 結(jié)果與討論

圖1是00時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖可知，在任何樓層高度上都存在一個(gè)普遍的規(guī)律：隨著粒子直徑的增大，粒子的數(shù)濃度減小。但是同一直徑的顆粒物，數(shù)濃度的垂直分布規(guī)律差異較大。直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度呈現(xiàn)先減后增的變化規(guī)律，在3樓存在一個(gè)低值區(qū)。而對于直徑為0.5μm的粒子，數(shù)濃度隨高度總體上呈現(xiàn)下降趨勢，但是與直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度不同的是，在2樓～4樓存在一個(gè)小的波動，且3樓處于高值區(qū)。直徑為1.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律與直徑為0.5μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律大致相同。對于徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直變化呈現(xiàn)先減后增再減的特點(diǎn)。2樓和4樓分別是低值區(qū)和高值區(qū)。對于徑為5.0μm的粒子，隨高度的變化其濃度變化不大，總體呈現(xiàn)先增后減的趨勢，高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。

圖1是10時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度的垂直分布與00時(shí)這兩種粒子數(shù)濃度的垂直分布趨勢大致相同，不同的是直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度低值區(qū)出現(xiàn)在2樓，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度高值區(qū)出現(xiàn)在2樓。差異較大的是直徑為0.5、1.0、3.0μm這三種直徑的粒子。在10時(shí)，直徑為0.5μm和1.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢基本相同，都是先減后增，低值區(qū)在4樓。而對于直徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直分布恰好相反，先增后減，高值區(qū)在2樓。

圖3是18時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和直徑為5.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢與前面2個(gè)曲線圖相比基本一致，且直徑為0.3μm的和直徑為5.0μm的粒子的數(shù)濃度低值區(qū)和高值區(qū)與00時(shí)一樣，都在3樓。和10時(shí)一樣，直徑為3.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布也是先增后減，不同的是高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。而對于直徑為0.5μm和直徑為1.0μm的2種粒子，其數(shù)濃度垂直分布趨勢為先減后增再減后又增，總體來看是先減后增的趨勢，低值區(qū)在2～4樓。

從上面3個(gè)曲線圖看，直徑較小的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢是隨高度先減后增，直徑較大的粒子數(shù)濃度隨高度先增后減。不同的是，不同時(shí)刻，不同直徑的粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同。這說明粒子數(shù)濃度垂直分布特征與粒子本身的大小有直接關(guān)系，直徑較小的粒子重量也輕，在浮力和湍流的作用下很向高層輸送；與之相反，大粒子難以到達(dá)很高的高度。而不同時(shí)刻的氣溫氣壓空氣密度不同導(dǎo)致粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同說明氣象條件對粒子數(shù)濃度垂直分布特征也有影響。

3 風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布特征

圖4是風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布曲線圖及其趨勢線圖，從曲線圖可以看出，與生活區(qū)相比，不論顆粒物直徑大小，風(fēng)景區(qū)顆粒物日平均數(shù)濃度隨高度增加均波動較大。但是從趨勢線來看，可以總結(jié)出一些比較明顯的規(guī)律，直徑較小的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度也在增加，而其他幾種直徑的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度趨于減小，并且隨著粒子直徑的增大，趨勢線傾斜的程度也越大。說明在近地層中，小粒子能爬升到很層，而直徑較大的粒子難以到達(dá)很高的高度，可以推測，在近地面層中，顆粒物本身的大小對顆粒的垂直分布有較大的影響。

4 結(jié)論

（1）生活區(qū)與風(fēng)景區(qū)雖然生態(tài)環(huán)境、人口數(shù)量等方面存在顯著差異，但是不同直徑的粒子數(shù)濃度均處在同一個(gè)量級，數(shù)值大小差別不大，只是在垂直分布特征方面存在差異。

（2）在生活區(qū)，在不同時(shí)段，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢基本一致，直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度，隨高度增加，先減后增，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度隨高度的增加先增后減，并且直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度的極小值對應(yīng)的高度與直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度的極大值點(diǎn)對應(yīng)的高度保持一致；不同的是，不同時(shí)刻，2種直徑的粒子的數(shù)濃度的極值點(diǎn)所處的高度不同，00時(shí)和18時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為3樓，而10時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為2樓。對于另外幾種直徑的粒子，其隨高度的增加數(shù)濃度變化波動較大，直徑越大，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為5.0μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律，直徑越小，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為0.3μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律。

（3）在風(fēng)景區(qū)，隨著高度的增加，直徑越大的粒子，其數(shù)濃度減小的趨勢越明顯，特別是直徑大于1.0μm的粒子；而直徑為0.3μm的小粒子，隨著高度的增加，其數(shù)濃度呈緩慢上升的趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐曉峰，趙習(xí)方，張小玲，等.北京空氣污染預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)[J] .氣象，2005，31 （01）：63-66.

[2]白志鵬，蔡斌彬，董海燕，邊海.灰霾的健康效應(yīng)[J].環(huán)境污染與防治，2006，28（3）：198-201.

[3]王瑋，潘志，劉紅杰，等.交通來源顆粒物粒徑譜分布及其與能見度關(guān)系[J] . 環(huán)境科學(xué)研究，2001，14（4）：17- 22.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]

【摘 要】近年來以PM2.5為代表的顆粒物污染備受社會各界關(guān)注，針對大氣顆粒物污染，很多的研究大都集中質(zhì)量濃度上，而且針對顆粒物的觀測采樣也重點(diǎn)放在市中心區(qū)，本文將目光放在大氣顆粒物的數(shù)濃度上，選取南京市浦口區(qū)為采樣點(diǎn)，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器觀測了生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)的顆粒物垂直分布。結(jié)果表明：生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)中，不同層次不同直徑的顆粒物處于同一個(gè)量級，只是垂直分布特征存在差異。生活區(qū)中，直徑較小（直徑為0.3μm、0.5μm、1μm）的粒子數(shù)濃度隨高度增加先增后減，而直徑偏大（直徑為3.0μm、5.0μm）的粒子其數(shù)濃度分布特征則恰好相反。在風(fēng)景區(qū)，隨著顆粒物直徑的增大，顆粒物數(shù)濃度隨高度減小的趨勢越顯著。

【關(guān)鍵詞】顆粒物；數(shù)濃度；垂直分布

大氣中的顆粒物是影響人體健康、大氣能見度和地球輻射平衡的重要污染物， 同時(shí)也是大氣化學(xué)反應(yīng)的良好載體[1]，灰霾天氣的發(fā)生直接導(dǎo)致大氣能見度降低， 環(huán)境空氣質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響人們身體健康[2]。

近10年來，我國很多大城市開展了針對顆粒物污染的研究，但是對于這些顆粒物的研究目前大都局限在質(zhì)量濃度上面， 國外大概從1990年就開始從顆粒物質(zhì)量濃度的研究轉(zhuǎn)向關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[3]。我國的很多學(xué)者也是最近幾年才開始關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[4]， 可喜的是，目前一些研究已經(jīng)取得了很有價(jià)值的成果， 為我國進(jìn)一步開展顆粒物數(shù)濃度的研究起到了很好的借鑒示范作用。但是在南京郊區(qū)開展顆粒物數(shù)濃度的觀測研究還比較少。

本研究利用便攜式塵埃粒子計(jì)數(shù)器選取南京郊區(qū)的一個(gè)生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)不同高度進(jìn)行了不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的觀測，進(jìn)而來分析近地層不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的垂直分布特征，以期為整治不同高度顆粒物污染和居民生活健康提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

采樣地點(diǎn)共選取2個(gè)，一個(gè)是選取了浦口區(qū)龍山北路一棟六層大學(xué)公寓作為生活區(qū)代表，在每層樓陽臺采樣，6層高的學(xué)生公寓在南京高校中最常見，很有代表性；另一個(gè)采樣點(diǎn)是毗鄰該公寓的龍王山風(fēng)景區(qū)，該風(fēng)景區(qū)海拔高度110m左右，周圍無高層建筑物，視野比較開闊。

1.2 數(shù)據(jù)采集

2014年5月3日～5月9日，根據(jù)中國天氣網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，采樣點(diǎn)遭遇了一次輕度污染期間伴隨這輕度霾的過程。在此期間，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器連續(xù)觀測不同高度處粒子直徑為0.3、0.5 、1.0、3.0、5.0μm的顆粒物數(shù)濃度。其中生活區(qū)采取逐層采樣，風(fēng)景區(qū)由于高度較高，從山腳開始，逐10m采樣一次。儀器設(shè)置采樣時(shí)間為1分鐘，數(shù)濃度單位為：個(gè)/m3。

2 結(jié)果與討論

圖1是00時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖可知，在任何樓層高度上都存在一個(gè)普遍的規(guī)律：隨著粒子直徑的增大，粒子的數(shù)濃度減小。但是同一直徑的顆粒物，數(shù)濃度的垂直分布規(guī)律差異較大。直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度呈現(xiàn)先減后增的變化規(guī)律，在3樓存在一個(gè)低值區(qū)。而對于直徑為0.5μm的粒子，數(shù)濃度隨高度總體上呈現(xiàn)下降趨勢，但是與直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度不同的是，在2樓～4樓存在一個(gè)小的波動，且3樓處于高值區(qū)。直徑為1.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律與直徑為0.5μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律大致相同。對于徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直變化呈現(xiàn)先減后增再減的特點(diǎn)。2樓和4樓分別是低值區(qū)和高值區(qū)。對于徑為5.0μm的粒子，隨高度的變化其濃度變化不大，總體呈現(xiàn)先增后減的趨勢，高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。

圖1是10時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度的垂直分布與00時(shí)這兩種粒子數(shù)濃度的垂直分布趨勢大致相同，不同的是直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度低值區(qū)出現(xiàn)在2樓，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度高值區(qū)出現(xiàn)在2樓。差異較大的是直徑為0.5、1.0、3.0μm這三種直徑的粒子。在10時(shí)，直徑為0.5μm和1.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢基本相同，都是先減后增，低值區(qū)在4樓。而對于直徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直分布恰好相反，先增后減，高值區(qū)在2樓。

圖3是18時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和直徑為5.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢與前面2個(gè)曲線圖相比基本一致，且直徑為0.3μm的和直徑為5.0μm的粒子的數(shù)濃度低值區(qū)和高值區(qū)與00時(shí)一樣，都在3樓。和10時(shí)一樣，直徑為3.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布也是先增后減，不同的是高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。而對于直徑為0.5μm和直徑為1.0μm的2種粒子，其數(shù)濃度垂直分布趨勢為先減后增再減后又增，總體來看是先減后增的趨勢，低值區(qū)在2～4樓。

從上面3個(gè)曲線圖看，直徑較小的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢是隨高度先減后增，直徑較大的粒子數(shù)濃度隨高度先增后減。不同的是，不同時(shí)刻，不同直徑的粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同。這說明粒子數(shù)濃度垂直分布特征與粒子本身的大小有直接關(guān)系，直徑較小的粒子重量也輕，在浮力和湍流的作用下很向高層輸送；與之相反，大粒子難以到達(dá)很高的高度。而不同時(shí)刻的氣溫氣壓空氣密度不同導(dǎo)致粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同說明氣象條件對粒子數(shù)濃度垂直分布特征也有影響。

3 風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布特征

圖4是風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布曲線圖及其趨勢線圖，從曲線圖可以看出，與生活區(qū)相比，不論顆粒物直徑大小，風(fēng)景區(qū)顆粒物日平均數(shù)濃度隨高度增加均波動較大。但是從趨勢線來看，可以總結(jié)出一些比較明顯的規(guī)律，直徑較小的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度也在增加，而其他幾種直徑的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度趨于減小，并且隨著粒子直徑的增大，趨勢線傾斜的程度也越大。說明在近地層中，小粒子能爬升到很層，而直徑較大的粒子難以到達(dá)很高的高度，可以推測，在近地面層中，顆粒物本身的大小對顆粒的垂直分布有較大的影響。

4 結(jié)論

（1）生活區(qū)與風(fēng)景區(qū)雖然生態(tài)環(huán)境、人口數(shù)量等方面存在顯著差異，但是不同直徑的粒子數(shù)濃度均處在同一個(gè)量級，數(shù)值大小差別不大，只是在垂直分布特征方面存在差異。

（2）在生活區(qū)，在不同時(shí)段，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢基本一致，直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度，隨高度增加，先減后增，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度隨高度的增加先增后減，并且直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度的極小值對應(yīng)的高度與直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度的極大值點(diǎn)對應(yīng)的高度保持一致；不同的是，不同時(shí)刻，2種直徑的粒子的數(shù)濃度的極值點(diǎn)所處的高度不同，00時(shí)和18時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為3樓，而10時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為2樓。對于另外幾種直徑的粒子，其隨高度的增加數(shù)濃度變化波動較大，直徑越大，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為5.0μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律，直徑越小，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為0.3μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律。

（3）在風(fēng)景區(qū)，隨著高度的增加，直徑越大的粒子，其數(shù)濃度減小的趨勢越明顯，特別是直徑大于1.0μm的粒子；而直徑為0.3μm的小粒子，隨著高度的增加，其數(shù)濃度呈緩慢上升的趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐曉峰，趙習(xí)方，張小玲，等.北京空氣污染預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)[J] .氣象，2005，31 （01）：63-66.

[2]白志鵬，蔡斌彬，董海燕，邊海.灰霾的健康效應(yīng)[J].環(huán)境污染與防治，2006，28（3）：198-201.

[3]王瑋，潘志，劉紅杰，等.交通來源顆粒物粒徑譜分布及其與能見度關(guān)系[J] . 環(huán)境科學(xué)研究，2001，14（4）：17- 22.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]

【摘 要】近年來以PM2.5為代表的顆粒物污染備受社會各界關(guān)注，針對大氣顆粒物污染，很多的研究大都集中質(zhì)量濃度上，而且針對顆粒物的觀測采樣也重點(diǎn)放在市中心區(qū)，本文將目光放在大氣顆粒物的數(shù)濃度上，選取南京市浦口區(qū)為采樣點(diǎn)，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器觀測了生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)的顆粒物垂直分布。結(jié)果表明：生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)中，不同層次不同直徑的顆粒物處于同一個(gè)量級，只是垂直分布特征存在差異。生活區(qū)中，直徑較?。ㄖ睆綖?.3μm、0.5μm、1μm）的粒子數(shù)濃度隨高度增加先增后減，而直徑偏大（直徑為3.0μm、5.0μm）的粒子其數(shù)濃度分布特征則恰好相反。在風(fēng)景區(qū)，隨著顆粒物直徑的增大，顆粒物數(shù)濃度隨高度減小的趨勢越顯著。

【關(guān)鍵詞】顆粒物；數(shù)濃度；垂直分布

大氣中的顆粒物是影響人體健康、大氣能見度和地球輻射平衡的重要污染物， 同時(shí)也是大氣化學(xué)反應(yīng)的良好載體[1]，灰霾天氣的發(fā)生直接導(dǎo)致大氣能見度降低， 環(huán)境空氣質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響人們身體健康[2]。

近10年來，我國很多大城市開展了針對顆粒物污染的研究，但是對于這些顆粒物的研究目前大都局限在質(zhì)量濃度上面， 國外大概從1990年就開始從顆粒物質(zhì)量濃度的研究轉(zhuǎn)向關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[3]。我國的很多學(xué)者也是最近幾年才開始關(guān)注顆粒物數(shù)濃度[4]， 可喜的是，目前一些研究已經(jīng)取得了很有價(jià)值的成果， 為我國進(jìn)一步開展顆粒物數(shù)濃度的研究起到了很好的借鑒示范作用。但是在南京郊區(qū)開展顆粒物數(shù)濃度的觀測研究還比較少。

本研究利用便攜式塵埃粒子計(jì)數(shù)器選取南京郊區(qū)的一個(gè)生活區(qū)和風(fēng)景區(qū)不同高度進(jìn)行了不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的觀測，進(jìn)而來分析近地層不同直徑的顆粒物數(shù)濃度的垂直分布特征，以期為整治不同高度顆粒物污染和居民生活健康提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

采樣地點(diǎn)共選取2個(gè)，一個(gè)是選取了浦口區(qū)龍山北路一棟六層大學(xué)公寓作為生活區(qū)代表，在每層樓陽臺采樣，6層高的學(xué)生公寓在南京高校中最常見，很有代表性；另一個(gè)采樣點(diǎn)是毗鄰該公寓的龍王山風(fēng)景區(qū)，該風(fēng)景區(qū)海拔高度110m左右，周圍無高層建筑物，視野比較開闊。

1.2 數(shù)據(jù)采集

2014年5月3日～5月9日，根據(jù)中國天氣網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，采樣點(diǎn)遭遇了一次輕度污染期間伴隨這輕度霾的過程。在此期間，利用日本加野麥克斯3887D型塵埃粒子計(jì)數(shù)器連續(xù)觀測不同高度處粒子直徑為0.3、0.5 、1.0、3.0、5.0μm的顆粒物數(shù)濃度。其中生活區(qū)采取逐層采樣，風(fēng)景區(qū)由于高度較高，從山腳開始，逐10m采樣一次。儀器設(shè)置采樣時(shí)間為1分鐘，數(shù)濃度單位為：個(gè)/m3。

2 結(jié)果與討論

圖1是00時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖可知，在任何樓層高度上都存在一個(gè)普遍的規(guī)律：隨著粒子直徑的增大，粒子的數(shù)濃度減小。但是同一直徑的顆粒物，數(shù)濃度的垂直分布規(guī)律差異較大。直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度呈現(xiàn)先減后增的變化規(guī)律，在3樓存在一個(gè)低值區(qū)。而對于直徑為0.5μm的粒子，數(shù)濃度隨高度總體上呈現(xiàn)下降趨勢，但是與直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度不同的是，在2樓～4樓存在一個(gè)小的波動，且3樓處于高值區(qū)。直徑為1.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律與直徑為0.5μm的粒子數(shù)濃度垂直分布規(guī)律大致相同。對于徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直變化呈現(xiàn)先減后增再減的特點(diǎn)。2樓和4樓分別是低值區(qū)和高值區(qū)。對于徑為5.0μm的粒子，隨高度的變化其濃度變化不大，總體呈現(xiàn)先增后減的趨勢，高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。

圖1是10時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度的垂直分布與00時(shí)這兩種粒子數(shù)濃度的垂直分布趨勢大致相同，不同的是直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度低值區(qū)出現(xiàn)在2樓，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度高值區(qū)出現(xiàn)在2樓。差異較大的是直徑為0.5、1.0、3.0μm這三種直徑的粒子。在10時(shí)，直徑為0.5μm和1.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢基本相同，都是先減后增，低值區(qū)在4樓。而對于直徑為3.0μm的粒子，其數(shù)濃度垂直分布恰好相反，先增后減，高值區(qū)在2樓。

圖3是18時(shí)生活區(qū)顆粒物垂直分布曲線圖，從曲線圖中可以看出，直徑為0.3μm和直徑為5.0μm的2種粒子的數(shù)濃度垂直分布趨勢與前面2個(gè)曲線圖相比基本一致，且直徑為0.3μm的和直徑為5.0μm的粒子的數(shù)濃度低值區(qū)和高值區(qū)與00時(shí)一樣，都在3樓。和10時(shí)一樣，直徑為3.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布也是先增后減，不同的是高值區(qū)出現(xiàn)在3樓。而對于直徑為0.5μm和直徑為1.0μm的2種粒子，其數(shù)濃度垂直分布趨勢為先減后增再減后又增，總體來看是先減后增的趨勢，低值區(qū)在2～4樓。

從上面3個(gè)曲線圖看，直徑較小的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢是隨高度先減后增，直徑較大的粒子數(shù)濃度隨高度先增后減。不同的是，不同時(shí)刻，不同直徑的粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同。這說明粒子數(shù)濃度垂直分布特征與粒子本身的大小有直接關(guān)系，直徑較小的粒子重量也輕，在浮力和湍流的作用下很向高層輸送；與之相反，大粒子難以到達(dá)很高的高度。而不同時(shí)刻的氣溫氣壓空氣密度不同導(dǎo)致粒子數(shù)濃度對應(yīng)的高值區(qū)或者低值區(qū)不同說明氣象條件對粒子數(shù)濃度垂直分布特征也有影響。

3 風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布特征

圖4是風(fēng)景區(qū)顆粒物數(shù)濃度垂直分布曲線圖及其趨勢線圖，從曲線圖可以看出，與生活區(qū)相比，不論顆粒物直徑大小，風(fēng)景區(qū)顆粒物日平均數(shù)濃度隨高度增加均波動較大。但是從趨勢線來看，可以總結(jié)出一些比較明顯的規(guī)律，直徑較小的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度也在增加，而其他幾種直徑的粒子隨著高度的增加，數(shù)濃度趨于減小，并且隨著粒子直徑的增大，趨勢線傾斜的程度也越大。說明在近地層中，小粒子能爬升到很層，而直徑較大的粒子難以到達(dá)很高的高度，可以推測，在近地面層中，顆粒物本身的大小對顆粒的垂直分布有較大的影響。

4 結(jié)論

（1）生活區(qū)與風(fēng)景區(qū)雖然生態(tài)環(huán)境、人口數(shù)量等方面存在顯著差異，但是不同直徑的粒子數(shù)濃度均處在同一個(gè)量級，數(shù)值大小差別不大，只是在垂直分布特征方面存在差異。

（2）在生活區(qū)，在不同時(shí)段，直徑為0.3μm和5.0μm的粒子數(shù)濃度垂直分布趨勢基本一致，直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度，隨高度增加，先減后增，而直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度隨高度的增加先增后減，并且直徑為0.3μm的粒子數(shù)濃度的極小值對應(yīng)的高度與直徑為5.0μm的粒子數(shù)濃度的極大值點(diǎn)對應(yīng)的高度保持一致；不同的是，不同時(shí)刻，2種直徑的粒子的數(shù)濃度的極值點(diǎn)所處的高度不同，00時(shí)和18時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為3樓，而10時(shí)數(shù)濃度極值點(diǎn)對應(yīng)的高度為2樓。對于另外幾種直徑的粒子，其隨高度的增加數(shù)濃度變化波動較大，直徑越大，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為5.0μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律，直徑越小，其垂直分布規(guī)律越接近直徑為0.3μm的顆粒物數(shù)濃度垂直分布規(guī)律。

（3）在風(fēng)景區(qū)，隨著高度的增加，直徑越大的粒子，其數(shù)濃度減小的趨勢越明顯，特別是直徑大于1.0μm的粒子；而直徑為0.3μm的小粒子，隨著高度的增加，其數(shù)濃度呈緩慢上升的趨勢。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]