關(guān)鍵詞：大氣顆粒污染物；擴(kuò)散條件；濃度時(shí)空變化；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

大氣顆粒污染物是一種主要的空氣污染問(wèn)題，對(duì)人類健康和環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。顆粒污染物的擴(kuò)散條件和濃度時(shí)空變化的監(jiān)測(cè)技術(shù)是研究此類污染問(wèn)題和制定相應(yīng)治理策略的重要基礎(chǔ)。風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等天氣要素直接影響大氣顆粒污染物的輸送和分布。同時(shí)，地形位置也會(huì)對(duì)顆粒物的擴(kuò)散產(chǎn)生重要影響。因此，在研究和監(jiān)測(cè)顆粒物擴(kuò)散條件時(shí)，需要綜合考慮氣象、地理和污染源等諸多因素。中國(guó)是世界上空氣污染最嚴(yán)重的國(guó)家之一，在過(guò)去的十幾年中，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速崛起，工業(yè)快速發(fā)展和持續(xù)增加的人口數(shù)量對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生了十分顯著的影響。尤其是大氣顆粒物污染方面，顆粒物高濃度對(duì)能見(jiàn)度以及氣候變化等多個(gè)方面產(chǎn)生了不利影響，引起了中國(guó)政府以及科學(xué)家的廣泛關(guān)注。以河北省為例，其面臨著十分嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，尤其是冬季更為嚴(yán)峻。霧霾現(xiàn)象發(fā)生頻率不斷增加，所以大力整治空氣污染已經(jīng)成為當(dāng)前的重中之重。以下通過(guò)調(diào)查河北省的空氣質(zhì)量基本狀況，對(duì)大氣顆粒污染物擴(kuò)散的主要影響因素展開(kāi)分析，同時(shí)對(duì)大氣顆粒污染物濃度展開(kāi)時(shí)空變化監(jiān)測(cè)，為河北省環(huán)境保護(hù)工作提供一定的理論以及實(shí)踐基礎(chǔ)。

1大氣顆粒污染物的擴(kuò)散條件分析

根據(jù)河北省2017年- 2022年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可知，城市中的污染源主要是向環(huán)境中排放污染物，也是導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻的主要原因。其中，大氣污染物向大氣環(huán)境的排放形式主要有：（1）點(diǎn)源；（2）面源；（3）線源。

相關(guān)研究結(jié)果顯示，大氣污染物的擴(kuò)散是根據(jù)研究區(qū)域氣候的條件變化而變化。即使相同區(qū)域內(nèi)，氣候不同，污染物的濃度也會(huì)相差較大。

充分了解大氣污染物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)還需要了解不同類型污染源的主要排放形式以及研究地區(qū)的具體氣候情況?？諝赓|(zhì)量模式主要是采用模式計(jì)算的方式描述大氣污染物在空氣中的濃度變化情況，同時(shí)將污染源以及氣象等因素展開(kāi)模式化處理，通過(guò)計(jì)算掌握大氣中污染物的具體濃度分布情況，獲取大氣顆粒污染物的擴(kuò)散規(guī)律。

相關(guān)研究結(jié)果表明，在大氣顆粒污染物的擴(kuò)散過(guò)程中，不僅和研究區(qū)域的污染物排放量存在關(guān)聯(lián)，同時(shí)也和溫度以及風(fēng)速等因素存在密切關(guān)聯(lián)。其中，擴(kuò)散系數(shù)是計(jì)算過(guò)程中一個(gè)比較重要的參數(shù)，它主要用來(lái)描述大氣邊界湍流擴(kuò)散的強(qiáng)弱，均會(huì)隨著以上參數(shù)的變化而變化。

1.1大氣穩(wěn)定度對(duì)大氣顆粒污染物擴(kuò)散的影響分析

大氣穩(wěn)定度是衡量空氣垂直運(yùn)動(dòng)情況的指標(biāo)，對(duì)大氣顆粒污染物擴(kuò)散具有重要影響。大氣穩(wěn)定度的大小與云量和地面風(fēng)速密切相關(guān)。較強(qiáng)的大氣穩(wěn)定度會(huì)抑制顆粒物的縱向混合和垂直擴(kuò)散，導(dǎo)致顆粒物在較低高度范圍內(nèi)積聚增加，使污染物濃度無(wú)法有效地被稀釋和擴(kuò)散。而較弱的大氣穩(wěn)定度則有利于顆粒物的垂直混合和擴(kuò)散，使污染物得以更好地稀釋和傳輸，降低濃度。當(dāng)大氣處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，大氣湍流強(qiáng)度相對(duì)較低，對(duì)應(yīng)大氣污染物的擴(kuò)散能力也較差；反之，大氣湍流強(qiáng)度得到進(jìn)一步提升，會(huì)全面提升污染物的垂直擴(kuò)散能力。

因此，了解和分析大氣穩(wěn)定度對(duì)顆粒物擴(kuò)散的影響，對(duì)制定相應(yīng)的污染控制措施和改善空氣質(zhì)量具有重要意義。

1.2風(fēng)速對(duì)大氣顆粒污染物擴(kuò)散的影響分析

在通常情況下，大氣中污染物的擴(kuò)散速度與風(fēng)速呈反比關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，對(duì)應(yīng)的大氣湍流強(qiáng)度也會(huì)變大，污染物的擴(kuò)散能力也得到增強(qiáng)，但是污染物的濃度比較小；反之，則說(shuō)明大氣顆粒污染物擴(kuò)散能力下降，但是會(huì)在小范圍內(nèi)造成比較嚴(yán)重的污染現(xiàn)狀，污染物濃度比較大。

1.3溫度

相關(guān)研究顯示，日平均氣溫和空氣污染指數(shù)兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，空氣污染指數(shù)隨著平均氣溫的增加而下降。

1.4降水量

降水將大氣中部分污染物有效沖刷掉，使空氣質(zhì)量得到一定程度提升。降水量越大，則凈化效果越顯著。

2大氣顆粒污染物濃度時(shí)空變化監(jiān)測(cè)

2.1研究范圍和方法

2.1.1區(qū)域劃分

對(duì)河北省11個(gè)城市（唐山、邢臺(tái)、石家莊、邯鄲、張家口、滄州、秦皇島、承德、衡水、保定、廊坊）的大氣顆粒污染物濃度展開(kāi)時(shí)空變化監(jiān)測(cè)。為了精準(zhǔn)對(duì)比不同地區(qū)的空氣質(zhì)量差異，將其劃分為冀北地區(qū)、冀東地區(qū)、冀東中地區(qū)、冀南地區(qū)。

2.1.2污染數(shù)據(jù)來(lái)源

從2015年開(kāi)始，環(huán)保部門開(kāi)始采集河北省主要城市的各項(xiàng)污染物在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。將2017年-2022年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)作為主要數(shù)據(jù)來(lái)源展開(kāi)分析。

2.1.3主要污染物確定

采用空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，AQI）描述河北省的空氣質(zhì)量狀態(tài)，根據(jù)空氣中的多種污染物（如顆粒物、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等）濃度和其他因素（例如風(fēng)速、能見(jiàn)度）的綜合考慮，將空氣質(zhì)量劃分為幾個(gè)級(jí)別，并為每個(gè)級(jí)別分配相應(yīng)的得分，從而表示空氣質(zhì)量的好壞程度。通過(guò)AQI取值，劃分空氣質(zhì)量指數(shù)等級(jí)如下。

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對(duì)不同的功能區(qū)域具有不同的環(huán)境質(zhì)量要求，以下研究采用二級(jí)濃度限值。

2.2結(jié)果分析

河北省2017年-2022年大氣顆粒污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖1。

河北省2022年不同區(qū)域大氣顆粒污染物日均濃度月變化結(jié)果見(jiàn)圖2。