天津市大气颗粒物污染的变化历程

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本文对天津市1985-2010年大气颗粒物污染变化特征进行较详细的研究,分析了天津市大气颗粒物特征变化趋势和天津市大气污染类型转变情况,并总结出不同大气污染类型颗粒物粒径、化学组分、来源的特征;同时分析了大气颗粒物特征变化的成因,并总结出不同时期天津市所采取的颗粒无污染防治措施对大气颗粒物特征变化的影响作用。主要获得以下结论:   降尘污染呈现显著下降的趋势,总体看受污染区域明显减少,大部分区县受污染程度显著改善。TSP、PM10年均浓度总体均呈下降趋势,其中2008年浓度最低。PM2.5呈现出先升后降的变化趋势。采暖期与非采暖期平均浓度基本相同,说明PM2.5受冬季燃煤取暖影响较小。   处于不同大气污染类型,颗粒物的特征有明显的变化:煤烟型污染,PM2.5在PM10中所占比例低于50%,粒径<10μm的粒子主要分布于0.00-0.38μm、5.78-7.92μm粒径段。采暖期细粒子占PM10比例高于非采暖期。PM10的化学组分中Si、Al、Mg、Ca、Cl-、总烃的含量较高,其中以Si、Al、Mg、Ca等地壳元素为主。PM10分担率最高的为煤烟尘,占42%,其次是土壤风沙尘占24%,土壤风沙尘和煤烟尘分担率之和高达69%。TSP分担率最高的为煤烟尘,占50%,其次为建筑尘,占21%,土壤风沙尘占12%。可见煤烟型污染时,煤烟尘是大气颗粒物主要来源,此外,建筑尘和土壤风沙尘也起到很重要的作用。混合型污染,PM10的化学组分中TC、Si、SO42-、Al、Ca的含量较高,其中TC占约20%,SO42-、NO3-等二次粒子占10%左右。与煤烟型相比Si、Al、Mg、Ca等元素所占比列明显下降。PM10分担率最高的仍为煤烟尘,占35%,其次是土壤风沙尘,占28%,排在第三位的机动车尾气尘占13%。TSP分担率最高的为土壤风沙尘,占40%,其次为煤烟尘,占21%,机动车尾气尘占13%。可见与煤烟型污染相比,煤烟尘对颗粒物的分担率有所下降,而机动车尾气尘分担率明显上升。复合型污染,PM2.5在PM10中所占比例较混合型时期有所增长,其中中心城区丢冬季PM2.5在PM10中所占比例高达70%。与混合型污染时期相比,化学组分中SO42-、NO3-浓度分别增长80%、630%,分别占PM10质量分数的19.7%、14.9%。PM10分担率最高为土壤风沙尘,占26.5%,煤烟尘分担率较混合型污染时期有大幅下降,其分担率为16.4%,二次硫酸盐、二次硝酸盐对PM10的分担率分别为9.6%、10.5%,机动车尾气尘、建筑尘分担率均有所上升,分别占15.2%、8.8%。颗粒物来源呈现出显著的复杂化,各源类分担率趋于相当。   大气颗粒物特征变化是气象因素、社会经济因素及环境管理措施共同影响的结果。2001-2010年间天津市烟尘与工业粉尘排放量的变化趋势与颗粒物浓度变化趋势基本一直,均呈现出总体下降趋势,说明控制烟尘以及工业粉尘的排放对缓解大气颗粒物污染至关重要。机动车数量逐年增加使得由机动车排放的污染物随之增加,这也与大气颗粒物源解析结果相吻合,即机动车尾气尘对颗粒物分担率呈上升趋势。天津市建筑尘对颗粒物分担率呈上升趋势,这与建筑施工面积变化情况有一定关系的。钢铁尘对颗粒物分担率下降的影响因素可能与其他源类贡献增加有关,同时可能受大型钢铁企业迁离市区影响。  
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