閻守政 王曼華 紀(jì)徳鈺（大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 遼寧 大連 116023）

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)多地多次發(fā)生過(guò)由于秸稈燃燒導(dǎo)致的空氣質(zhì)量污染過(guò)程，對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量造成極為明顯的影響。2016年11月5日～6日，受上游秸稈燃燒導(dǎo)致的污染輸送和不利氣象條件影響，大連市區(qū)出現(xiàn)一次空氣質(zhì)量重污染過(guò)程。本次污染共有14個(gè)小時(shí)AQI達(dá)到200以上（重度污染），其中4個(gè)小時(shí)達(dá)到300以上（嚴(yán)重污染），為2016年大連市污染程度最重的一次污染過(guò)程。本文從周邊城市、大連市污染狀況，氣象條件等方面入手，對(duì)本次污染過(guò)程展開(kāi)分析。

1 周邊污染狀況分析

由中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全國(guó)城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)可以看出，11月4日黑龍江、吉林多個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染，PM2.5濃度近乎“爆表”，5日遼寧省多個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染，PM2.5濃度升高明顯。

本次重污染過(guò)程，黑龍江省哈爾濱市4日4時(shí)至5日5時(shí)空氣質(zhì)量均為嚴(yán)重污染，AQI最大值達(dá)到500并持續(xù)14個(gè)小時(shí)，PM2.5濃度4日18時(shí)達(dá)到峰值為1281μg/m3；在較強(qiáng)北風(fēng)持續(xù)輸送下，大連市上游傳輸方向的多個(gè)城市空氣質(zhì)量自北向南相繼達(dá)到嚴(yán)重污染（圖1）。各主要城市PM2.5峰值時(shí)刻及濃度分別為：長(zhǎng)春4日24時(shí)658μg/m3，四平5日2時(shí)343μg/m3，沈陽(yáng)5日8時(shí)669μg/m3，鞍山5日6時(shí)1066μg/m3（圖2）。

2 大連市區(qū)污染過(guò)程分析

11月5日大連市區(qū)AQI為218，空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染，首要污染物為PM2.5。

圖1 11月4日至6日大連上游地區(qū)主要城市AQI變化趨勢(shì)

圖2 11月4日至6日大連上游地區(qū)主要城市PM2.5濃度變化情況

圖3 11月4日至5日大連上游傳輸方向主要城市

10個(gè)國(guó)控點(diǎn)位AQI為158～231（圖3），青泥洼橋點(diǎn)位為中度污染，其他點(diǎn)位均為重度污染。各點(diǎn)位中，PM2.5小時(shí)濃度最大值出現(xiàn)在星海三站點(diǎn)位（15時(shí)），為626μg/m3，超出二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)7.35倍。

圖3 11月5日10個(gè)國(guó)控點(diǎn)位AQI情況

由中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全國(guó)城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)可見(jiàn)，受上游黑龍江等地污染傳輸影響，11月5日早間7時(shí)起遼寧省多個(gè)城市達(dá)到重度以上污染，午前污染區(qū)域集中于遼寧省中部及北部城市。

大連10時(shí)地面風(fēng)向由西南風(fēng)2級(jí)轉(zhuǎn)為正北風(fēng)3級(jí)，污染物自北向南輸送，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，大連市區(qū)北部3個(gè)國(guó)控點(diǎn)位（金州、開(kāi)發(fā)區(qū)和雙D港）PM2.5濃度率先上漲，漲幅明顯，10時(shí)大連市區(qū)空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染，市區(qū)AQI由9時(shí)135（輕度污染）迅速升高為206（重度污染），PM2.5濃度達(dá)到156μg/m3，超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.08倍，15時(shí)污染達(dá)到峰值，AQI“爆表”（AQI達(dá)到500）。16時(shí)起空氣質(zhì)量迅速好轉(zhuǎn)，空氣質(zhì)量降為良至輕度污染。由于5日下午13時(shí)起，遼寧地區(qū)自北向南多個(gè)城市經(jīng)歷第二輪重度到嚴(yán)重污染過(guò)程，本輪污染傳輸速度較快，受傳輸影響21時(shí)起市區(qū)AQI再次上漲，21時(shí)至24時(shí)維持重度污染水平。6日凌晨空氣質(zhì)量未明顯改善，維持在中度至重度水平，上午7時(shí)起上游污染輸送強(qiáng)度減弱空氣質(zhì)量迅速好轉(zhuǎn)，至12時(shí)起空氣質(zhì)量降至良并維持。11月5日1時(shí)至11月6日14時(shí)市區(qū)及10個(gè)國(guó)控點(diǎn)位PM2.5變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 11月5日1時(shí)至11月6日14時(shí)市區(qū)PM2.5均值變化情況

圖5 11月5日1時(shí)至11月6日14時(shí)10個(gè)國(guó)控點(diǎn)位PM2.5均值變化情況

3 污染成因分析

3.1 周邊地區(qū)形勢(shì)分析

環(huán)境保護(hù)部全國(guó)秸稈燃燒遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示（圖6），東北地區(qū)11月3日至11月5日分布大量秸稈燃燒火點(diǎn)，北部地區(qū)大量火點(diǎn)燃燒增加了空氣中污染物排放量，疊加區(qū)域供暖污染物排放，形成了高污染氣團(tuán)。

3.2 氣象條件及后向軌跡分析

從5日起東北區(qū)域地面形勢(shì)為高壓前部，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)（圖7）。高污染氣團(tuán)隨東北風(fēng)南下，污染氣團(tuán)過(guò)境城市PM2.5濃度迅速升高并達(dá)到“爆表”程度，氣團(tuán)過(guò)后多數(shù)城市污染程度明顯降低。

圖6 11月3日-5日秸稈燃燒遙感監(jiān)測(cè)分布圖

圖7 中央氣象臺(tái)11月5日地面形勢(shì)實(shí)況

自11月5日5時(shí)起，遼寧省地面風(fēng)向自北向南轉(zhuǎn)為東北風(fēng)且風(fēng)速加大（圖8），多個(gè)城市空氣質(zhì)量迅速升高至重度及嚴(yán)重污染。10時(shí)起大連市地面風(fēng)向由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，上游污染物持續(xù)傳輸，10個(gè)國(guó)控點(diǎn)位PM2.5濃度自北向南升高明顯。由大連市11月5日后向軌跡圖可見(jiàn)（圖9），氣流運(yùn)動(dòng)軌跡與污染過(guò)程較為一致，且不同高度的氣團(tuán)軌跡表明，污染物主要通過(guò)近地面（100m）由東北方向輸送至大連。

3.3 在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀PM2.5快速源解析

利用SPAMS單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀對(duì)本次污染過(guò)程開(kāi)展了PM2.5快速源解析監(jiān)測(cè)。由解析結(jié)果可見(jiàn)，11月5日10時(shí)至16時(shí)為重污染峰值時(shí)段，生物質(zhì)燃燒源、二次源均有明顯上升，其中生物質(zhì)燃燒源占比較污染前增加了4倍，二次源占比增加1倍；5日21時(shí)至6日6時(shí)另一峰值時(shí)段，生物質(zhì)燃燒占比較污染前增加3倍，二次源占比增加近2倍。

研究表明，鉀可作為秸稈燃燒的示蹤物，通過(guò)分析本次污染前后顆粒物中鉀元素的檢出率可以看出，5日10時(shí)之前，顆粒物中鉀元素的檢出率為80%，10時(shí)之后顆粒物中鉀元素檢出率為100%，并持續(xù)處于接近100%的狀態(tài)，鉀元素含量的增加進(jìn)一步表明東北地區(qū)秸稈燃燒對(duì)大連地區(qū)PM2.5產(chǎn)生明顯的影響。

圖8 11月5日地面風(fēng)情況

圖9 11月5日大連市不同高度后向軌跡

4 小結(jié)

綜上，大連市本次重污染過(guò)程主要由于東北地區(qū)大面積秸稈焚燒導(dǎo)致的高污染氣團(tuán)隨東北風(fēng)通過(guò)近地面?zhèn)鬏斔鶎?dǎo)致，為大連市自2013年空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)PM2.5峰值濃度最高的一次污染過(guò)程。

秸稈燃燒導(dǎo)致的空氣質(zhì)量污染具有污染程度高、影響范圍廣、傳輸速度快等特點(diǎn)，而其偶發(fā)性特點(diǎn)，在各類空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式中均無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，給空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)及應(yīng)急管控工作帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，因此各地要采取有效手段嚴(yán)防野外露天秸稈燃燒，以降低對(duì)空氣質(zhì)量的影響。

圖10 在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀顆粒物來(lái)源解析結(jié)果

圖11 SPAMS單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀含鉀顆粒占比情況

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