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2002年辽宁中部城市群大气污染状况及影响因子分析 辽宁中部城市群 随着城市化的加快和人民生活水平的提高，环境气体越来越受到重视。全国各地都在分析和预测污染现状。辽宁省是我国的重工业、老工业大省,空气环境质量较差。工业及生活燃料以煤为主,目前全省耗煤量大约为8×107t,其中一半用于沈阳、鞍山、抚顺、辽阳、本溪这5个大工业城市组成的辽宁中部城市群。 辽宁中部城市群冬、春季污染较重,最主要的大气污染物是TSP、PM10和SO2。冬季采暖期长,昼夜温差大,逆温层类似“大锅盖”效应十分突出(5个城市冬季逆温出现的频率平均为75%),严重地抑制和影响了大气污染物的扩散与输送,污染物容易在边界层内堆积,致使TSP、PM10和SO2的浓度值高;同时受季风的影响,该区域春、秋季频繁出现的大风天气,使得空气中含有大量的沙尘,进一步加重了城市群的大气污染。由于该城市群特殊的地形(图1)和气象条件,导致该区域大气污染物扩散与输送的主要控制因子十分复杂,同时城市之间所排放的大气污染物相互作用、相互影响,形成了特有的“城市群”污染,其中沈阳、本溪、鞍山3个城市的大气污染曾经在世界榜上有名。恶劣的大气环境不仅直接影响人民群众的身体健康,也影响城市对外改革开放的形象。因此,本文基于辽宁中部5个城市2002、2003年共25个大气环境监测站的监测资料及对应的相关气象因子资料,分析该城市群区域内大气污染的现状及与各种相关气象因子的关系,对进一步预测及评估该区域内大气污染物的分布及扩散输送具有重要意义。 1 常规地面观测资料 本文所用辽宁中部5个城市的各种气象资料来源于辽宁省气象台,主要气象因子为能见度、风速、温度、湿度、降水、总云量和低云量,时间为2002年每日4次(02:00、08:00、14:00、20:00)的常规地面观测资料;污染物资料利用的是辽宁中部5个城市25个监测点2002年的实际监测资料,来源于辽宁省环境监测中心站,各城市大气监测点位如表1。 2 辽宁省中部城市群的大气污染分布特征 2.1 同监测点监测值的日平均、月平均、季平均、年平均 本文采用统计计算的方法,先将每个城市不同监测点的监测值进行日平均、月平均、季平均、年平均;然后再将各个监测点的平均值相加,算出不同城市各种污染物浓度的平均值。 2.2 tsp浓度年均值 表2为辽宁中部5城市2002年各监测点不同污染物监测值的年均值。从表2可以看出,2002年沈阳市SO2的平均浓度年均值不超标,但3号监测点太原街的平均浓度年均值为0.072 mg·m-3,超过国家二级标准(0.06 mg·m-3),PM10年平均值超过国家二级标准(0.1 mg·m-3),NO2年平均值超过国家二级标准(0.04 mg·m-3);本溪、鞍山、抚顺3个城市TSP浓度年均值全部超过国家二级标准(0.2 mg·m-3);本溪的SO2平均浓度年均值为0.063 mg·m-3,超过国家二级标准。只有辽阳3种污染物都不超标。 2.3 数据分析的结果 根据辽宁中部5城市2002年大气污染物的现状监测资料,统计计算了每个城市不同季节不同污染物的浓度平均值及年均值,结果见图2至图4。 从图2看出,辽宁中部5城市SO2的浓度冬季值最大,全部超过国家二级标准(0.06 mg·m-3),这是由于冬季是采暖期,燃煤量增大,排入空气中的SO2也增大,加上冬季辽宁中部城市群逆温严重,不利于大气污染物的扩散,所以污染物的浓度高。在辽宁中部5个城市中SO2监测值的年均值本溪为0.063 mg·m-3超过国家二级标准(0.06 mg·m-3),是国家二级标准的1.05倍,其它城市的年均值均没有超过国家二级标准。5个城市中,冬季沈阳SO2污染最重,本溪第2,鞍山第3。年均值本溪第1,鞍山第2,沈阳第3。这是由于本溪是山区,地形复杂,大气扩散条件全年都很差,容易导致污染物的堆积。 图3为辽宁中部5城市TSP或PM10的现状监测值的季节变化特征。其中沈阳监测的是PM10,故无法和其它城市比较,沈阳的年均值为0.175 mg·m-3,超过国家二级标准(0.1 mg·m-3),是国家二级标准的1.75倍。其它4个城市监测的是TSP,本溪、鞍山、抚顺TSP监测值的年均值全部超过国家二级标准(0.2 mg·m-3),其中,本溪的年均值最高,为0.306 mg·m-3,是国家二级标准的1.53倍。辽阳的年均值为0.193 mg·m-3,接近国家二级标准。通过分析可知,辽宁中部5个城市TSP或PM10污染冬春季污染较重,这既与重工业城市的燃煤有关,也与该地区的地理环境、天气气候有关,该地区冬春季的大风天气,加重了空气中的颗粒物污染,使得空气中的颗粒物浓度比其它季节高。 从图4可知,辽宁中部5个城市各季节NO2的浓度值冬季最大,其它季节无明显变化,冬季的大值是燃煤