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石家庄市大气颗粒物污染特征研究

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石家庄市大气颗粒物污染特征研究康苏花，赵鑫，高康宁，靳伟，李亚卿，任毅斌，洪纲（石家庄市环境监测中心，河北石家庄050022）

摘要：选取石家庄市6个点位，采用重量法进行大气中TSP、PM10、PM2.5

的采样和分析，利用相关系数

法对测定结果进行相关性分析，得到其相关系数。分析结果表明，石家庄市PM10和PM2.5

污染严重，TSP

与PM10和PM10与PM2.5有良好的线性关系，相关系数分别为0.9425和0.9119；PM10

/TSP平均值为0.75，

PM2.5/PM10平均值为0.56，细颗粒物污染严重。

关键词：颗粒物；TSP；PM10；PM2.5

中图分类号：X502文献标识码：A文章编号：1001-7119（2015）07-0241-04AtmosphericParticulateMatterPollutionofShijiazhuang

KangSuhua，ZhaoXin，GaoKangning，JinWei，LiYaqing，RenYibin，HongGang（ShijiazhuangEnvironmentalMonitoringStation，Shijiazhuang050022，China）

Abstract：SelectShijiazhuangsixpoints,usingthegravimetricmethodfortheatmosphereTSP,PM10

,

PM2.5samplingandanalysis,usingcorrelationcoefficientmethodfordeterminationofthecorrelationanalysisoftheresultsobtainedandthecorrelationcoefficient.TheresultsshowthatShijiazhuangwinterPM10andPM2.5pollutionserious,TSPandPM10,PM10andPM2.5hadagoodlinearcorrelationcoefficientswere0.9425and0.9119,respectively;PM10/TSPaveragevalueis0.75,PM2.5/PM10averagevalueis0.56,fineparticulatematterpollutionisserious.Keywords：particulatematter；TSP；PM10；PM2.5

收稿日期：2015-05-10基金项目：河北省科技计划项目（13273702D）。作者简介：康苏花（1983-），女，汉族，河北省平山县人，硕士学历，工程师，主要从事环境监测工作。E-mail：kangsuhua@126.com。

大气颗粒物质量浓度是目前评价大气质量的主要依据之一，随着对大气颗粒研究的深入，1997年美国国家环保署(USEPA)公布了PM2.5标准[1]，规定其日均值为65μg/m3，年均值为15μg/m3。我国1996年颁布的环境大气空气质量标准[2]规定PM10质量浓度的日均值为150μg/m3，年均值100μg/m3（二级标准，GB3095-1996），2012年又制定了新的环境空气质量标准[3]，规定PM10质量浓度的日均值为150μg/m3，PM2.5质量浓度的日均值为75μg/m3（二级标准，GB3095-2012）。关于PM10和PM2.5的相关报道国外已有很多，国内也有一些文献报道了大城市的污染水平[4-12]。本研究重点是石家庄市的大气污染水平特性变化。数据表明，石家庄市PM10和PM2.5

的污染较严

重，空气质量较其他城市相比还有较大差距。

1采样仪器与方法

1.1采样点石家庄市的采样点共布设6个监测点位，分别为高新区、化工学校、监测中心、西北水源、五十四所、西南高教。1.2仪器与方法

本实验于2013年春季（4月22日~5月7日）、夏季（6月17日~6月28日）、秋季（10月9日~10月17日）、冬季（11月24日~12月3日）分别在市区

第31卷第7期2015年7月

科技通报

BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.31No.7Jul.2015第31卷科技通报采样点分别采集大气TSP、PM10和PM2.5样品，使用的仪器是武汉天虹TH-150系列智能中流量总悬浮微粒采样仪，滤膜选用90mm的石英滤膜，每个季度对采样点进行连续监测，获得至少7d的有效数据，每天连续采样20h。1.3样品分析采样前，石英膜在400~500℃条件下（稳定后）烘焙2h。所用马弗炉应事先清洁并在400~500℃空烧4h。烘焙后的滤膜置于干燥器中平衡48h，然后用万分之一电子天平称重。采样后，滤膜置于干燥器中平衡48h再称重。将滤膜称量前后质量差除以总体积（标准状况下）即颗粒物质量浓度。2结果与讨论2.1TSP、PM10与PM2.5质量浓度分析石家庄市大气中六个点位的TSP、PM10和PM2.5监测数据见表1。TSP的日均浓度范围为75~1028μg/m3，相对标准偏差范围为0.1821；PM10的日均浓度范围为26~907μg/m3，相对标准偏差为0.1550；PM2.5的日均浓度范围为9~679μg/m3，相对标准偏差为0.1119。表1石家庄市不同季节TSP、PM10和PM2.5的监测数据Table1ThemonitoringdatesofTSP、PM10andPM2.5inShijiazhuangdifferentseasons季节春季夏季秋季冬季全年最小值最大值标准偏差最小值最大值标准偏差最小值最大值标准偏差最小值最大值标准偏差最小值最大值标准偏差TSP浓度/(μg/m3)1799590.1474798270.1580759400.189216510280.18247510280.1821PM10浓度/(μg/m3)1715000.0705515560.1241269070.18181278820.1734269070.1550PM2.5浓度/(μg/m3)683540.0640245000.091995730.1125576790.131796790.1119可以看出，TSP、PM10、PM2.5质量浓度变化较大，采暖季大于非采暖季，认为该变化与气象的季节变化与污染物排放的变化有关。具体表现为TSP与PM10

浓度春季＞冬季＞秋季＞夏季；

PM2.5浓度冬季＞春季=秋季＞夏季。由于春季气

候干燥，风沙天气多，表现为大粒径颗粒物污染严重，而冬季细颗粒物污染相对严重；夏秋季大气湿沉降作用较强，因此颗粒物浓度较低。用我国新的环境空气质量标准（GB3095-2012）[3]来衡量PM10和PM2.5的污染水平，石家庄市

PM10和PM2.5的日均浓度超标倍数分别为2.00和2.34；日均浓度超标率分别为85.8%和83.8%。说

明石家庄市环境空气质量污染严重。2.2TSP、PM10与PM2.5质量浓度频率变化特征

石家庄市环境空气中的TSP、PM10、PM2.5

质量

浓度频率变化特征见图1。由图可以看出，TSP、PM10、PM2.5质量浓度频率总体趋势变化都呈峰形

分布。TSP的峰值出现在300~400μg/m3范围，PM10的峰值出现在200~300μg/m3范围，PM2.5的峰

值出现在200μg/m3附近。

图1TSP、PM10、PM2.5

质量浓度频率特征图

Fig.1TSP,PM10,PM2.5massconcentrationfrequencycharacteristicdiagram2.3TSP、PM10与PM2.5的相关性研究图2~4显示了石家庄市的TSP、PM10与PM2.5

之间的关系，将每个季节各个点位的TSP、PM10

、

PM2.5平均浓度数据进行回归分析。TSP与PM10的

回归方程为y=0.8022x-0.0208，相关系数为0.9425；PM10与PM2.5的回归方程为y=0.6503x-

0.0259，相关系数为0.9119；TSP与PM2.5的回归方

程为y=0.4611x-0.0145，相关系数为0.7597。TSP、PM10与PM2.5之间的相关性较好，说明TSP、

PM10和PM2.5在环境空气污染中的变化规律相似，

有可能遵循相同的迁移转化规律。通过进行t检验来分析TSP、PM10和PM2.5

的同

源性，得到各粒径质量浓度t检验的概率值均小于10-10。通过查表在显著性水平为0.005、自由度为500时的t检验的概率值（0.675），说明TSP、

242第7期PM10和PM2.5具有同源性。

图2TSP和PM10

浓度关系

Fig.2CorrelationofTSPandPM10

图3PM10和PM2.5

浓度关系

Fig.3CorrelationofPM10andPM2.5

2.4PM10/TSP值、PM2.5/PM10值特征分析

PM10/TSP值和PM2.5/PM10值分别可以反映出TSP中PM10和PM10中PM2.5的含量，其分析结果见

表3。可以看出，PM10约占TSP的75%，PM2.5

约占

PM10的56%，PM2.5约占TSP的43%。

全年几乎所有季节的PM10/PM10-TSP、PM2.5

/

PM2.5-10比值都大于1，说明石家庄市的细粒子在

颗粒物中占有主导地位。2.5石家庄市颗粒物的质量浓度与国内外主要

城市对比将石家庄市PM10和PM2.5

的质量浓度与一些

国内城市进行对比[4-12]，其结果见表4。可以看出，石家庄市PM10和PM2.5

的质量浓度要比其他城

市高1~3倍，说明石家庄市的颗粒物污染很严重。分析其原因是石家庄市地处我国北方内陆地区，受到自然因素（气象条件和地理位置）和能源结构影响而使得污染值比较高，另外一个因素是人为污染比较严重，说明石家庄市空气治理的

表3石家庄市不同点位PM10/TSP值、PM2.5/PM10、PM2.5

/TSP值的分析

Table3TheanalysisofPM10/TSP、PM2.5/PM10inShijiazhuangdifferentpoints

季节春季夏季秋季冬季全年

PM10/TSP0.710.690.810.800.75PM10-TSP/TSP0.290.310.190.200.25PM10/PM10-TSP2.802.345.236.144.02PM2.5/PM100.470.520.580.710.56PM2.5-10/PM100.530.480.420.290.44PM2.5/PM2.5-100.931.201.462.601.49PM2.5/TSP0.340.360.470.570.43

表4石家庄市与其他城市的颗粒物质量浓度水平对比Table4ContrastofparticulatematterconcentrationlevelsinShijiazhuangandothercities

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大气颗粒物的吸湿性研究及对大气湿度的影响

大气颗粒物的吸湿性研究及对大气湿度的影响

大气颗粒物的吸湿性研究及对大气湿度的影响近年来，大气污染成为全球关注的焦点之一。

其中，颗粒物污染是主要的污染形式之一。

大气颗粒物，也称为大气悬浮颗粒物，指的是在大气中悬浮的，直径小于10微米的微小颗粒。

它们包含了多种来源，包括尘土、燃烧排放物、工业废气、车辆尾气等。

大气颗粒物的重要性在于它们对空气质量和人类健康的影响。

然而，除了这些方面之外，颗粒物还有一个重要的属性：吸湿性。

吸湿性是指颗粒物在大气中吸收水分的能力。

这一属性使得颗粒物对大气湿度起到了重要的调节作用。

吸湿性能力的研究是大气科学领域的重要课题。

科学家通过实验和模型研究，探索颗粒物的吸湿过程，并从中获取对大气湿度的理解。

具体而言，吸湿性研究主要涉及颗粒物与水分子之间的相互作用机制、吸湿性与颗粒物化学组成之间的关系以及吸湿性对气溶胶光学性质的影响等。

吸湿性研究的一个重要发现是，颗粒物的吸湿性与其化学组成密切相关。

不同的化学成分对水分子的吸附能力有所不同，从而导致颗粒物的吸湿性存在差异。

例如，硫酸和硝酸等强酸类物质对水分子有很强的吸附能力，因此颗粒物中含有这些酸性物质的吸湿性较高。

而钾盐、钠盐等碱性物质则对水分子的吸附能力较弱，因此颗粒物中含有这些碱性物质的吸湿性较低。

此外，有机物及其它复杂化合物也会对颗粒物的吸湿性产生影响。

除了吸湿性与颗粒物化学组成的关系，在大气中的湿度水平也是颗粒物吸湿行为的重要调节因素。

在高湿度环境中，水分子更容易吸附到颗粒物表面，从而增加颗粒物的质量和大小。

这一过程被称为湿重增长。

而在相对干燥的环境中，颗粒物的湿重增长则相对较低。

因此，湿度对颗粒物吸湿性的调控作用是至关重要的。

颗粒物的吸湿性对大气湿度具有直接的影响。

首先，由于吸湿性的存在，颗粒物能够使空气中的水分子更加稳定地存在。

这意味着在高湿度条件下，空气中的水分子将会通过吸附在颗粒物表面而不易凝结成大雾滴。

这一效应能够起到减缓大气湿度升高的作用。

此外，颗粒物的吸湿性还会改变颗粒物的光学性质，从而对大气湿度的观测和遥感具有一定的影响。

大气颗粒物的颗粒大小分布特征

大气颗粒物的颗粒大小分布特征

大气颗粒物的颗粒大小分布特征大气颗粒物是指在大气中悬浮的固体或液体微小颗粒。

根据颗粒物的颗粒大小不同，可以将其分为可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5），它们对人体健康和环境污染具有重要影响。

颗粒物的分布特征是指颗粒物在大气中的浓度分布情况，它受到多种因素的影响。

首先，大气颗粒物的来源很多，包括工业排放、交通尾气、燃煤排放等。

不同的源头产生的颗粒物也有不同的粒径分布。

例如，燃煤排放主要包含较大颗粒物，而交通尾气则会产生较多的细颗粒物。

其次，大气中的颗粒物分布也受到气象条件的影响。

气象因素如风速、温度和湿度等，会对颗粒物的扩散和沉降起到重要作用。

当风速较大时，颗粒物容易通过扩散分散到较大范围，而风速较小的情况下，则会造成颗粒物的积累和浓度升高。

此外，温度和湿度对颗粒物的生成和沉降也有一定的影响。

温度较高时，颗粒物的生成速率会加快，而湿度较高则会促使颗粒物降落到地面。

大气颗粒物的颗粒大小分布特征也与地理因素有关。

城市和乡村地区的颗粒物分布差异很大。

在城市地区，机动车排放、工业排放和建筑工地等因素会导致颗粒物浓度升高。

而乡村地区的颗粒物主要来源于农业活动，如农作物燃烧和农药使用等。

由于乡村地区相对较为开阔，颗粒物扩散的机会更多，导致颗粒物浓度较城市地区较低。

另外，颗粒物的粒径大小对人体健康影响也不同。

细颗粒物（PM2.5）能够进入人体呼吸道深处，对呼吸系统造成更大的伤害。

而可吸入颗粒物（PM10）主要滞留在鼻腔和上呼吸道，并不能深入肺部。

因此，细颗粒物对人体健康的危害更高。

为了监测和控制大气颗粒物的污染，许多国家和地区都建立了大气颗粒物监测网络。

监测网络可以实时监测颗粒物的浓度和大小分布情况，以便采取相应的污染治理措施。

例如，一些城市会根据监测结果实施交通限行措施、减少工业排放或提高工业排放标准，来降低颗粒物浓度。

总之，大气颗粒物的颗粒大小分布特征是受到多种因素共同影响的。

相关的监测和控制措施对于减少大气颗粒物污染，保护人类健康和改善环境质量具有重要意义。

城市高层建筑大气颗粒物污染和噪声垂直分布特征

城市高层建筑大气颗粒物污染和噪声垂直分布特征

城市高层建筑大气颗粒物污染和噪声垂直分布特征摘要：城市高层建筑对大气颗粒物污染和噪声产生复杂而多样的影响。

高层建筑改变了大气层流，导致颗粒物在周围区域积聚；建筑内部通风系统和空调影响颗粒物传播路径。

颗粒物在垂直方向呈现地面至建筑高度[M2012K11A1]的[浩2]浓度递减趋势。

噪声方面，交通、建筑施工和内部设备成为主要噪声源，而高层建筑的结构导致噪声随高度变化。

大气颗粒物和噪声相互影响，共同加剧城市空气质量和噪声水平。

[浩3]关键词：城市高层建筑；大气颗粒物；噪声引言城市化进程中，高层建筑的崛起给城市环境带来了深刻[M2012K11A4]的影响，其中大气颗粒物污染和噪声问题备受关注。

本文深入研究城市高层建筑对这两种环境因素的影响机制和垂直分布特征。

在大气颗粒物方面，高层建筑不仅改变了大气流场，还在垂直方向上形成独特的浓度梯度。

对于噪声，建筑结构和活动[浩5]源头使得噪声在高度上呈现复杂的变化趋势。

通过深入理解[浩6]这些影响，我们能够为城市规划和建设提供科学依据，以减缓高层建筑对环境的负面影响，改善城市居民的生活质量。

一、城市高层建筑对大气颗粒物污染的影响（一）高层建筑与大气颗粒物的相互关系城市高层建筑在大气环境中扮演着重要的角色，其建筑结构、高度和布局直接影响着周围地区的大气颗粒物浓度。

首先，高层建筑作为立体空间的存在，改变了大气层流的流场分布，导致气流受到建筑物的阻挡和分流，使得颗粒物在建筑周围区域有所积聚。

其次，高层建筑表面的材质和形态对颗粒物的附着和沉积产生影响[浩7]，不同材质的建筑可能对颗粒物具有不同的吸附能力，从而影响周边空气质量。

（二）大气颗粒物在城市高层建筑中的传播与积聚城市高层建筑内部的大气颗粒物传播与积聚具有一定的复杂性。

由于建筑物的高度差异，气流在建筑之间形成湍流，使得颗粒物的扩散受到空间结构的限制。

在垂直方向上，颗粒物因受到建筑外墙的遮挡，其浓度存在高低层差异。

同时，高层建筑内部的通风系统、空调系统等设施也影响着颗粒物的传播路径和浓度分布，使得大气颗粒物在城市高层建筑中呈现出独特的垂直分布特征。

大气污染物特征及时空变化分析

大气污染物特征及时空变化分析

大气污染物特征及时空变化分析大气污染是一种全球性的环境问题，对人类健康和生态系统造成了严重影响。

大气污染物的特征和时空变化是了解和应对大气污染问题的关键。

通过对大气污染物的分析，可以了解其来源、分布和影响，为制定环境保护政策提供科学依据。

首先，大气污染物主要包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物和臭氧等。

这些污染物的来源多样，包括工业排放、交通尾气、能源消耗以及自然源等。

其中，颗粒物是大气污染物中的重要组成部分，对空气质量和人体健康的影响尤为显著。

根据颗粒物的直径，可以将其分为可吸入颗粒物和细颗粒物。

可吸入颗粒物（PM10）主要来自于燃煤、工业废气和交通尾气，对呼吸道和心血管系统造成危害；细颗粒物（PM2.5）包括燃烧过程中形成的硫酸盐、硝酸盐和有机碳等，对健康和能见度产生负面影响。

其次，大气污染物的时空变化是一种动态过程。

不同地区和不同时期的污染物浓度存在差异。

一般来说，大城市和工业区的污染物浓度较高，而农村和偏远地区的污染水平相对较低。

这主要是由于人类活动和自然因素的影响。

例如，工业活动和交通运输是大城市污染物浓度较高的主要原因，而农业和生物质燃烧等是农村地区污染物浓度较高的原因。

此外，不同季节和气象条件也会对污染物浓度产生重要影响。

冬季由于取暖需求增加和大气层内较弱的对流条件，污染物积聚现象较为严重；夏季由于高温、强辐射和光化学反应的作用，臭氧浓度较高。

因此，时空变化的分析是了解大气污染物特征的重要手段。

最后，大气污染物特征和时空变化的分析对环境保护和人类健康具有重要意义。

根据不同地区和不同时期的污染物浓度，可以制定有针对性的环境保护政策和措施，减少污染物排放和传输。

此外，通过对污染物来源的分析，可以确定主要污染源，并采取有效措施进行治理。

时空变化的分析也有助于研究大气污染物与气候变化、人类健康的关系，为预测和预警提供科学依据。

综上所述，大气污染物特征及时空变化分析对于了解和应对大气污染问题至关重要。