沙尘天气对山东省环境空气质量的影响研究_张慧.pdf
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1、2023NO2ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK收稿日期:2022-12-02基金项目:山东省自然科学基金(ZR2020ZD21)资助作者简介:张慧(1988),女,研究生,硕士,高级工程师,从事生态环境监测工作。通讯作者:李彦(1978),男,本科,学士,高级工程师,从事生态环境监测工作。沙尘天气对山东省环境空气质量的影响研究张慧1刘本运2张淼1谭伟1宋永超1李彦1(1山东省生态环境监测中心山东济南2500142国网济南供电公司山东济南250001)摘要沙尘天气是我国北方地区主要灾害性天气之一。该文深入分析了沙尘天气对山东省环境空气质量的影响,研究了山东省易受沙尘影响的主
2、要原因并提出了应对措施。结果表明,山东全省均易受沙尘天气影响,中西部地区受影响较大,东部沿海城市受影响相对较小;沙尘天气发生时,PM10浓度急剧增加,PM2.5浓度上升缓慢,PM2.5/PM10显著下降,且PM10的影响较PM2.5持久,SO2、NO2、CO和O3无显著变化,PM2.5中主要地壳元素Si、Al、Fe、Ca浓度激增。沙尘源地气候因素、沙尘移动路径、山东省自身地理位置及产业结构是山东省易受沙尘影响的主要原因。关键词沙尘天气PM10PM2.5沙尘移动路径中图分类号:X823文献标识码:A文章编号:1672-9064(2023)02118030引言沙尘天气是风将地面尘土、沙粒卷入空中,
3、使空气混浊的一种天气现象的统称。沙尘天气过程分为5类:浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴1。据中国气象局2021年4月新闻发布会可知,2021年1月3月,我国发生6次沙尘天气过程,为2005年以来北方地区平均沙尘日数同期最多,其中,2次为强沙尘暴过程,4次为扬沙过程;1月10日发生的沙尘天气为2002年以来出现时间最早的一次,3月15日发生的沙尘天气为近10 a来最强。沙尘天气主要影响我国西北、华北、东北地区,是我国北方地区主要灾害性天气之一,对人民生命财产造成极大影响2-5。山东省位于中国的东部沿海、黄河下游,距离沙尘源相对较远,但是省内大部分地区仍受沙尘天气影响较大。目前仅有极少文献
4、分析了沙尘天气发生时省内部分城市环境空气污染特性6-7,针对沙尘天气发生时全省环境空气质量整体变化情况及形成原因的研究较少。本文深入分析了沙尘天气对山东省整体环境空气质量的影响,重点说明了山东省易受沙尘影响的原因,并提出了减轻沙尘影响的措施建议,以期为更好应对沙尘天气提供参考依据。1沙尘天气对山东省环境空气质量的影响1.1沙尘对全省实时环境空气质量的影响以2021年3月15日山东省出现的沙尘天气为例,这次大范围沙尘天气主要起源于蒙古国。14日上午,蒙古国西南部发生沙尘暴天气,沙尘随气流向南移动,15日凌晨,沙尘开始影响京津冀地区,15日14时,沙尘进入山东境内,首先影响德州市,德州市环境空气质
5、量指数率先达到500。随着沙尘向东南方向移动,16日09时,德州市天气有所好转,但全省大部分地市陷入严重污染(见表1),16日14时,沙尘天气在山东省开始逐渐减弱,全省一半城市空气质量指数转为300以下,其后沙尘天气逐渐在山东省消失。总体来说,沙尘天气对山东全省环境空气质量均有影响,对德州、聊城、菏泽、济宁、泰安、济南等中西部城市影响较大,对烟台、威海等沿海城市影响相对较小。沙尘天气进入山东境内后,一般首先影响德州市,进而向东南方向移动,影响省内大部分城市;严重时,烟台、威海等沿海城市也会陷入重度污染或严重污染天气。1.2沙尘对环境空气中6项常规污染物的影响对山东省济南市2021年3月份经历的
6、2次沙尘天气进行分析,相关数据来自山东省环境App(见表2)。3月15日沙尘天气发生时,当天济南PM10浓度为505 g/m3,16日浓度达到539 g/m3,17日沙尘天气稍有缓解,浓度降为413 g/m3,本次沙尘天气持续时间较长,1517日PM10浓度为14日(107 g/m3,沙尘天气发生前)的3.95.0倍;1517日济南市PM2.5浓度分别为122、124、80 g/m3,为14日(72 g/m3)的1.11.7倍,PM2.5浓度的增幅远小于PM10;1517日PM2.5占PM10的比例(PM2.5/PM10)分别为0.24、0.23和0.19,远低于14日(占比为0.67),且1
7、8日沙尘天气基本结束时,PM2.5/PM10仍比14日的低,说明沙尘天气发生时,PM10中主要是空气动力学当量直径2.5 m的颗粒物,且PM10对空气质量的影响时间比PM2.5的影响时间长。3月28日沙尘天气发生时,当天济南市PM10浓 度 为552 g/m3,29日 浓 度 为359 g/m3,30日 为184 g/m3,2830日PM10浓度为27日(126 g/m3,沙尘天气发生前)的1.54.4倍;2830日PM2.5浓度分别为133、74、50 g/m3,为27日(88 g/m3)的0.61.5倍,30日PM2.5较27日环 境 大 视 野1182023NO2.ISSN 1672-9
8、064CN 35-1272/TK图12021年3月1031日PM2.5中的Si、Al、Fe、Ca浓度书书书表 摇济南市 年 月份 次沙尘过境期间环境空气质量及污染物浓度数据次别日期空气质量指数类别()()()()()()月 日良 月 日严重污染第一次 月 日严重污染 月 日重度污染 月 日良 月 日轻度污染 月 日严重污染第二次 月 日重度污染 月 日轻度污染 月 日轻度污染摇摇注:月 日,沙尘天气尚未发生,月 日,沙尘天气基本结束;月 日,沙尘天气尚未发生,月 日,沙尘天气基本结束。书书书表 摇 年 月 日 时山东全省环境空气质量指数区域城市空气质量指数空气质量指数类别区域城市空气质量指数空
9、气质量指数类别德州中度污染日照严重污染鲁西北聊城严重污染临沂严重污染滨州严重污染鲁南枣庄严重污染东营严重污染济宁严重污染泰安严重污染菏泽严重污染鲁中济南严重污染青岛严重污染淄博严重污染半岛威海轻度污染潍坊严重污染烟台轻度污染(未发生沙尘天气时)低,可能是由于沙尘天气伴随的大风有利于本土PM2.5的扩散;2830日PM2.5/PM10分别为0.24、0.21和0.27,远低于27日(占比为1.4);同时,31日沙尘天气基本结束时,PM2.5/PM10仍比27日的比值低,同样说明沙尘天气发生时PM10中主要是大粒径颗粒物,且PM10对空气的影响时间比PM2.5的影响时间长。综合分析说明,沙尘天气发
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