PM10交通环境论文

2022-04-19

摘要目前，中国大气污染问题愈发严峻，由大气污染所导致的公共健康风险及经济损失日益突出，探询污染的形成原因、影响因素是制定治理政策的重要依据。本文针对大气污染的主要污染物PM10进行研究，特别探讨中国31个省市自治区本地与异地之间PM10交互影响的问题及产业结构影响。下面是小编整理的《PM10交通环境论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

PM10交通环境论文篇1：

江西省城市雾霾污染时空演化及社会经济影响因素研究

[提要]以2010-2017年江西省各城市PM10数据为基础，对江西省雾霾污染时空演化特征进行研究，具体包括对PM10的年变化特征、季度变化特征与月均变化特征进行分析，并根据2018年12月的PM10数据进行日变化分析，在此基础上，对江西省城市雾霾污染的社会经济影响因素进行分析。结果表明，近年来江西省虽采取了一系列措施控制雾霾污染，并取得一定成效，但仍需进一步加大雾霾污染的控制及治理力度，从而促使江西省空气环境质量更加符合生态文明试验区的标准。

[关键词]江西省;雾霾污染;时空演化;社会经济;影响因素

[作者简介]曾浩（1987—），男，东华理工大学经济与管理学院讲师，经济学博士，研究方向为区域经济、资源与环境经济学;徐雨婷（1999—），女，东华理工大学经济与管理学院学生，研究方向为区域经济;黄雅琪（1998—），女，东华理工大学经济与管理学院学生，研究方向为区域经济。（江西南昌 330013）

一、研究背景

江西省作为长江经济带的重要组成部分，于2017年正式实施《国家生态文明试验区（江西）实施方案》，将江西省定位为生态环境保护管理制度创新区[1]。据《江西省环境状况公报》顯示，2016年江西省5个城市PM10年均值数据超过国家二级标准（70ug/m3）[2]，全省年均值为72ug/m3，与上年相比上升4ug/m3。PM10是空气动力学中直径小于等于10微米的颗粒物，因其对大气质量的不利影响，PM10成为研究雾霾污染的重要指标[3]。因此，研究江西省城市PM10浓度的时间动态规律、空间格局分布及其社会经济影响因素对于雾霾污染治理具有重要理论和实践意义。本文基于2010-2017年的江西省环境状况公报与江西省11个城市环境月报，研究江西省PM10浓度的时空变化规律与分布特征，从而为江西省雾霾污染的联防联控措施提供支撑，以期为城镇化、工业化的合理规划提供科学依据。

二、江西省城市雾霾污染时空分布特征

（一）年均变化特征

江西省各城市2010-2017年PM10年含量分布如图1所示。由图1可知，江西省2010-2017年PM10年含量在56-116ug/m3之间，总体趋势呈波动状，南昌、萍乡、九江、新余、宜春、赣州、上饶、吉安八个城市PM10年均浓度均超过国家二级标准（70ug/m3）[2]，其中最大值为116ug/m3，出现在2013年的南昌市;最小值56ug/m3，为2015年的宜春市。从各城市PM10年含量发展趋势来看，近几年中，南昌、景德镇、九江、鹰潭各市的PM10含量呈下降趋势，其中南昌市在2013年达到最高值后急剧下降，其他城市均呈稳步的缓慢降低趋势，即雾霾污染有所改善;新余、赣州、上饶、吉安等市在短暂的下降之后又呈现上升趋势，萍乡、抚州、宜春呈现不规则波动变化趋势。

作为江西省省会，南昌市PM10年含量在2013年达到全省近8年PM10含量最高值后陡然下降，这与南昌市2013-2014年进行经济转型有较大关联。南昌市实行重大项目加快经济转型，且在2014年江西省落实“大气污染防治行动计划实施细则”，南昌市作为省会积极响应，推动产业转型，同时加大大气污染治理力度，使南昌市2014年PM10年含量大幅下降。鹰潭市的PM10年含量总体上处于全省最低，联系鹰潭市的经济发展来分析，其矿产资源不丰富，化工、冶金等的重工业产业较少，工业增长速度较慢，从源头上控制了PM10污染，因此鹰潭市PM10污染与其他城市相比更轻，空气质量较好。

（二）季均变化特征

江西省为亚热带湿润气候，四季分明，根据气象条件来划分，江西省春季为3-5月，夏季为6-8月，秋季为9-11月，冬季为12月-次年2月[4]。江西省各城市PM10季均分布图如图2所示。

由图2可知，雾霾污染具有较为明显的季节性变化规律。总体上2010-2017年多数城市PM10含量季均变化趋势为冬>春>秋>夏，且多数城市冬季PM10质量浓度超国家二级标准，南昌、萍乡PM10含量超100ug/m3，其中最大值为104.54ug/m3，为南昌冬季;最小值为50.75ug/m3，为抚州夏季，说明冬季PM10污染态势严重且未能得到有效解决。从各个城市发展趋势来看，南昌、萍乡、宜春、新余的PM10浓度季均值相对较高，上饶、鹰潭、景德镇、吉安浓度季均值较低。

从季均值特征可分析，冬季PM10浓度较高而夏季空气质量最好，说明季节性因素是影响PM10浓度变化的重要因素之一。冬季燃煤产生较多PM10，且天气干燥，易出现逆温现象，不利于空气颗粒污染物的流动与消散。季节性因素难以控制，因此要对PM10污染的预防能力与各城市之间联防联控能力提出更高要求，从而最大化减少PM10危害。

（三）月均变化特征

江西省各城市PM10月均分布图如图3所示。由图3可知，各城市PM10的月均浓度变化较为一致，特征曲线呈现“U”型分布，在6-8月PM10浓度最低，在1月和12月为PM10浓度峰值，其中PM10浓度月均值最大值在萍乡的1月，最小值在吉安的7月，且除景德镇以外，其他城市均在1月和12月超出国家二级标准，尤其是萍乡和南昌超过100ug/m3。从各个城市的变化趋势来看，各城市之间月变化趋势相似度较高，新余、萍乡月变化较大，鹰潭、赣州、景德镇月变化较小。其中，新余在3月份PM10浓度出现上涨回升现象，其他城市大多在5月、10月出现回升现象;另一方面，多数城市于2月份PM10浓度呈下降趋势。从总体变化趋势来看，月均值变化趋势与季均变化吻合。

从月均变化特征进行分析，1月、12月各城市PM10浓度处于全年最高水平，与其气候及外部原因有较大的联系。1月、12月春运时期为汽车流量高峰期，尾气排放导致PM10浓度增加，且燃煤增加、燃放爆竹烟花现象频繁产生大量空气颗粒污染物污染，因此PM10在1月、12月浓度最高。6-8月燃煤等外部影响情况较少，林地、绿地的吸附、直流功能较强，空气净化效果最佳，因此空气质量在6-8月最优。

（四）日均变化特征

日变化特征选用2018年12月22日0时至20时的PM10数据进行分析。自2017年底江西省正式实施《国家生态文明试验区（江西）实施方案》，并且推出相关政策与措施后，江西省各城市的空气污染逐渐好转。鉴于冬季为一年污染最严重时期，因此选用2018年冬季随机一天的PM10濃度变化状况，分析PM10日变化特征，并研究相关措施在控制PM10污染时的效益。江西省各城市PM10日变化如图4所示。

从图4可以看出，江西省各城市PM10浓度从0时至20时呈增加趋势，且一天当中PM10浓度变化差距不大，PM10浓度的控制较为稳定。一天当中各个城市之间趋势呈“W”型分布。从各城市来分析，萍乡、宜春、景德镇、九江的PM10浓度值居高，新余、南昌、鹰潭、赣州、上饶、吉安、抚州PM10浓度值则较低。从其日变化特征来看，各城市PM10值呈递增趋势，究其原因，一天中随着时间推移，汽车流通量、工厂运作、生活用煤等逐渐增多，空气中PM10浓度随之增加。20时之后，各城市归于平静，加之植物及空气流动净化功能加强，使得0时PM10浓度为全天最低。

从PM10日变化数值来看，相较于2010-2017年的年、月均值，2018年PM10日变化值减少较多，这与近年江西省的经济转型与采取的措施有巨大联系。以燃烧秸秆为例，燃烧秸秆产生大量悬浮颗粒物，对空气造成污染。2018年，江西省实行“秸秆禁烧”，从秸秆这一源头上减少了PM10的产生，对PM10的控制与治理具有极大的促进效应。另外，在生态文明试验区建设背景下，生态文明建设有序推进。基于新发展理念，江西省各城市经济发展转型，推进城市绿化建设，并对雾霾污染源头进行高效治理，各城市之间对大气污染进行有意识的联防联控，使空气污染的预防与控制力度加大。同时，政府通过产业结构调整促进雾霾污染的治理，企业采取开发新能源、提高能源利用率等方式，居民积极采用清洁能源生产生活，共同参与到治理雾霾污染中，促进江西省空气质量呈现好转趋势[5]。

三、江西省城市雾霾污染的社会经济影响因素

通过对PM10浓度变化的分析，可以得出PM10污染主要有社会、经济这两方面因素，加之冬季存在季节性因素与污染的区域传输等辅助因素影响。社会因素主要有机动车尾气、工业排放、燃煤排放、扬尘等污染源与人口增长、燃放烟花爆竹、环保意识薄弱、绿化建设等人类活动，而这些社会因素大部分受经济因素如经济发展模式、技术水平等因素影响。此外，季节性因素引起的不利气象条件和区域传输等，包括周边地区污染传输与冬季北方雾霾污染输入性影响，由此分析得出江西省PM10污染的影响因素框架图[6]。如图5所示：

（一）经济因素

一是经济发展。在粗放型经济当中，发展经济往往以牺牲环境为代价，导致经济增长与生态环境效益成反比。近些年，虽进行经济转型，但第二产业仍然占据经济发展较大比重。据江西省2017年国民经济和社会发展统计公报显示，江西省三次产业结构之比为9.4：47.9：42.7，第二产业对GDP增长的贡献率为47%，说明工业仍为江西省经济发展的重要支撑，而造成PM10污染的主要原因之一正是工业消耗的有色金属、煤炭等原料及建筑业产生的大量扬尘，表明江西省产业结构亟待转型和升级[7]。

二是技术水平。较东部其他省市而言，江西省经济发展程度较低，生态环境保护工作起步晚，大气污染治理水平偏低，在引进先进技术控制与治理污染方面较为落后。脱硫脱氮技术、洁净煤技术是我国目前极力推行和发展的大气污染防治措施，而就江西省近些年的PM10浓度来看，部分城市PM10浓度不降反升，表明更应大力引进先进技术，并积极采用新能源，积极推广有害物质回收利用技术，从而减轻因工业发展而造成的PM10污染所带来的危害。

（二）社会因素

一是污染源。PM10污染源主要由工业排放、机动车尾气排放、燃煤排放、扬尘等组成，江西省大多数机动车仍然以燃油为动力为主，从而机动车尾气大量排放有害污染物质。此外，天气干燥时机动车行驶过程中易产生扬尘，导致城市雾霾天气[6]。而燃煤排放除工业燃煤之外，生活燃煤也逐渐成为PM10产生的主要原因之一，尤其以冬季为主，冬季天气转冷，各城市尤其在农村多燃煤取暖为主，加剧了PM10污染。此外农田燃烧秸秆，也会造成大量的颗粒物污染。

二是人为活动影响。一方面，随着经济发展，江西省常住人口数量逐年增长，用电、交通等需求不断增加。截止2017年末，江西省民用汽车保有量已达到473.3万辆，比上年增长16.2%，与此同时，在生产与生活当中加剧能源消耗，产生大量污染物质，从而加重PM10对空气质量的不利影响;另一方面，江西省大气污染治理相关的条例、政策推行较晚，例如禁燃烟花爆竹政策于2018年2月份才全面推行，省内部分城市未大范围贯彻该政策，加之部分市民环保意识薄弱，较少将环境保护落实到生活中，以致冬季仍存在燃放烟花爆竹现象，增加空气中PM10质量浓度，从而导致生活污染来源成为PM10污染来源的组成之一。

三是绿化建设。在快速发展的城镇化进程中，部分城市土地用途缺乏良好规划，绿化工作推进滞后，空气净化链条被破坏，对颗粒物吸收能力大大减弱，使漂浮的PM10缺乏消散条件。同时，城市建筑施工、工业排放造成大量PM10污染，而城市之间的热岛效应使得空气颗粒物的消散环境变差[8]，加之逐年增长的汽车流量导致汽车尾气污染严重，加重空气颗粒污染物的比重，最终造成江西省内PM10含量未能进行良好的控制，且部分城市呈现恶化态势。

（三）其他因素

根据PM10季均值分析可得出PM10污染具有明显季节性特征，冬季PM10浓度明显高于夏季，这是因为江西省冬季天气干燥，降雨减少，对空气中漂浮颗粒吸附性与冲刷效力减弱，且冬季逆温现象频繁，空气对流能力较差，出现静风现象，PM10聚集难以消散。而相比夏季，雨水充足，且对流旺盛，对污染物的冲刷与净化能力较强，所以夏季PM10浓度处于一年中最低值，空气质量最佳。另外，区域之间的传输也是带来颗粒物污染的原因之一。江西省是典型的南方省份，虽没有采暖季，但受风向影响，空气易受北方气团外来输入性影响，从而带来北方颗粒物污染[9]。且受地形地势影响，周边省市重工业污染易扩散至江西省，导致空气质量受外来输入影响，从而更易引发重度污染状况的产生。

四、结语

通过对雾霾污染的年均、季均、月均和日均变化特征研究，发现近年来江西省雾霾污染治理取得一定成效，但仍有不足之处，这与江西省的城市化、工业化的推进和经济发展模式有密切联系。通过对江西省雾霾污染社会经济因素分析得知，雾霾污染影响因素较为复杂，造成污染的各影响因素之间相互联系。江西省近年来虽推出众多措施治理并取得成效，但与生态文明建设的要求仍有差距，省内各城市应进行协同治理，在经济发展和生态发展中不断创新机制，实现经济高质量发展，共同建设美丽江西。

[参考文献]

[1]新华网.中共中央办公厅国务院办公厅印发《国家生态文明试验区（江西）实验方案》[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com/politics/2017-10/02/c_11217 58740.htm.

[2]郑尼娜，徐雅琦，产院兰.河北省主要城市空气污染时空分布特征分析[J].新疆师范大学学报（自然科学版），2018，（2）.

[3]马丽梅，张晓.区域大气污染空间效应及产业结构影响[J].中国人口·资源与环境，2014，（7）.

[4]徐义邦，姜云娜，张吴，等.南昌市2013—2016年大气污染物浓度变化特征分析[J].中国环境管理干部学院学报.2018，（4）.

[5]李小飞，张明军，王圣杰，等.中国空气污染指数变化特征及影响因素分析[J].环境科学，2012，（6）.

[6]康春婷.社会经济因素对中国城市雾霾的影响研究[D].北京：北京交通大学硕士论文，2017.

[7]张生玲，王雨涵，李跃，等.中国雾霾空间分布特征及影响因素分析[J].中国人口·资源与环境，2017，（9）.

[8]苏维，赖新云，赖胜男，等.南昌市城市空气PM2.5和PM10时空变异特征及其与景观格局的关系[J].环境科学学报，2017，（7）.

[9]赵阳，胡恭任，于瑞莲，等.2013年南昌市区PM2.5的浓度水平及时空分布特征与来源[J].环境科学研究，2017，（6）.

[责任编辑：上官涛]

作者：曾浩徐雨婷黄雅琪

PM10交通环境论文篇2：

区域大气污染空间效应及产业结构影响

摘要

目前，中国大气污染问题愈发严峻，由大气污染所导致的公共健康风险及经济损失日益突出，探询污染的形成原因、影响因素是制定治理政策的重要依据。本文针对大气污染的主要污染物PM10进行研究，特别探讨中国31个省市自治区本地与异地之间PM10交互影响的问题及产业结构影响。首先，分析全局空间相关性，发现地区间PM10存在着空间自相关，且逐年增强；其次分析局域相关性，发现中国北方部分地区出现高-高类型的集聚，主要集中于北京、天津、河北、山西、山东、河南、黑龙江、吉林和辽宁等9个省份；南方部分地区出现低-低类型的集聚，主要集中于广东、海南、广西、贵州以及云南等5个省份。虽出现个别年份的波动，但从长期看，各集聚区均处于较稳定状态；第三，建立空间计量模型对PM10进行比较全面的模型数据分析，包括经济社会、经济结构以及气候等因素对PM10的影响，以较为新颖的视角刻画PM10的形成，发现地区间PM10的交互影响存在着“负效应”，分析表明这种“负效应”具有短期性，而且“负效应”与“溢出效应”可能存在联系。此外，重点分析工业中对PM10贡献较大的典型行业，以及以典型行业为代表的工业结构对我国东、中、西部地区PM10的影响特点，与劣质煤进口量逐年增大的事实相结合，阐述了降低PM10的困难所在。最后，基于实证分析结果论证影响不同地区PM10的主导因素，空间因素对PM10的影响，长期看在部分地区通过产业转移的方式降低PM10的不可行性；论证中，以北京地区为主要分析案例，发现交通拥堵程度以及空间因素是其出现高雾霾的重要原因。根治雾霾，区域间的联合治理势在必行。

关键词PM10；空间效应；空间计量模型；工业结构；产业转移

2013年1月，我国中东部地区出现了持续的雾霾天气，进入12月份，雾霾天继续蔓延，多达25个省份受到不同程度的影响。这种大规模、综合性的大气复合污染问题近年来在全球并不多见，人们开始高度关注雾霾的主要构成PM10和PM2.5。2013年10月，世界卫生组织下属国际癌症研究机构发布报告，首次指认包括PM10以及 PM2.5在内的大气污染对人类致癌，并视其为普遍和主要的环境致癌物；另由中华医学会会长陈竺等相关专家发表在国际医学界最权威杂志《柳叶刀》的研究指出，在中国PM10每年导致30-50万人过早死亡。雾霾的治理已成为全社会迫切要求解决的难题，本文试图运用空间计量方法对该问题进行讨论。空间计量权威学者Anselin从多个角度特别探讨了空间因素之于环境经济问题研究的重要作用[1]，自此空间计量方法被广泛应用在大气污染以及相关的环境经济问题研究中。最早运用空间计量方法进行环境经济实证分析的是Rupasingha 等[2]，他们对大气、水污染等问题进行了分析，该文显示空间变量的引入大大的提升了计量模型的准确度；Madddison[3]以SO2、NOx等污染物作为环境质量衡量指标，发现国与国之间的污染以及治理都存在显著的空间效应。Poon 等[4]以SO2和烟尘为研究对象分析中国大气污染问题，实证出空间效应在中国省域之间确实存在。Hossein等[5]运用该方法分析1990-2007年亚洲各国的两大空气主要污染物：CO2和PM10，实证表明空间效应确实存在，空间因素不容忽视。中国学者运用空间计量方法对此类问题的研究起步较晚也相对较少，且针对的污染物主要集中于碳排放以及SO2，几乎没有针对PM10或是PM2.5进行讨论的文献。本文以PM10作为衡量大气污染的指标展开问题的分析讨论。

1研究方法

1.1全局空间相关性指数

作者：马丽梅张晓

PM10交通环境论文篇3：

天津市秋季一次典型灰霾过程中颗粒物污染及化学成分特征分析

摘要为研究灰霾天气过程污染状况，在天津市南开区进行采样，分析了2011年10月17日～20日灰霾过程中PM10和PM2.5的质量浓度和化学成分特征。结果表明，此次灰霾过程是由高空风场减弱，低空暖湿气流增强，地面气压场减弱而形成。灰霾期间，PM2.5/PM10比值最高达71.9%，细颗粒物的质量浓度变化较粗颗粒物更为明显。PM10和PM2.5中，二次离子最高比例分别达31.9%、32.8%，NO-3 /SO2-4的平均比值分别为0.95和0.89，说明此次灰霾过程中固定源和流动源影响相当；OC/EC比值最高分别为3.7和2.8，表明灰霾存在二次有机气溶胶污染，并在PM10中表现更为明显；人为源元素S最高比例分别为3.4%、3.6%，说明燃煤燃油对此次灰霾过程贡献较为突出。

关键词灰霾过程；PM10；PM2.5；化学成分；污染特征

Key words Haze； PM10； PM2.5； Chemical composition； Pollution characteristics

灰霾天气是指大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使能见度小于10 km，空气中普遍有混浊现象的天气状况，形成灰霾的大气颗粒物来源于自然和人类活动排放[2]。近年来，随着经济发展规模的扩大和城市化进程的加快，化石燃料和生物质燃烧产生的粉尘颗粒物以及工业生产和生活中排放的有毒有害颗粒物日益增加，大气颗粒物已成为城市大气中主要的污染物之一，并受到国内外广泛关注，而PM10和PM2.5是其中最重要的组成部分。

天津市地处京津冀腹地，是我国灰霾高发地区之一，环境空气质量受到越来越多的关注。目前，对于天津市灰霾评价体系、颗粒物的污染特征、化学组分及来源分析已有较多研究[3-8]，但针对灰霾过程中颗粒物变化特征的深入分析却鲜见报道。在灰霾过程中，颗粒物的质量浓度和化学组分可能表现出与长期观测结果不同的变化特征[9-12]。筆者利用2011年10月17日～21日采集的天津市大气中PM10和PM2.5的滤膜样品，对发生在2011年秋季的一次典型灰霾天气过程进行了分析，探讨了灰霾天气发展过程中颗粒物浓度及化学组分变化特征，以期为天津市有效开展灰霾污染防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

采样地点设在天津市中心城区内，采样位置距离地面约16 m，距离交通主干道200 m，站点周边为居民文教区，南侧30 m为7层高楼，其他方向较为开阔，周边无明显污染源。采样仪器为武汉天虹智能仪表厂生产的TH150AⅡ中流量总悬浮微粒采样器，加载PM10和PM2.5切割头同步采集，采样流量为100 L/min；采样滤膜为直径90 mm的石英滤膜和聚丙烯滤膜；采样时间为2011年10月17日～21日12：00至次日08：00，每次采样共20 h。

1.2 化学分析

使用美国戴安公司的DX120型离子色谱仪分析石英滤膜样品中的阴阳离子，共检测到Na+、NH+4、K+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、NO-3、Cl-和F-9种无机离子；使用美国沙漠研究所的DRI2001A型碳分析仪，分析总碳（TC）、有机碳（OC）和元素碳（EC）；使用美国热电公司ICP 9000（N+M）型等离子体原子发射光谱仪，分析聚丙烯滤膜样品中的无机元素Si、Ti、Al、Mn、Ca、Mg、Na、K、Cu、Zn、As、Pb、Cr、Ni、Co、Cd、Hg、Fe、V的质量浓度。

1.3 气象资料来源气温、气压、风速、风向、相对湿度等气象数据来自天津市河西区大气边界层气象观测站；地面和高空天气图采用中央气象台网站公开的天气图分析资料（http：//www.nmc.gov.cn/）。

2 结果与分析

2.1 灰霾天气过程分析

2011年10月17日～21日，天津市经历了灰霾形成-发展-缓解的全过程。从气象形势看，由于高空风场减弱、低空暖湿气流增强、地面高压减弱变性为弱气压场而形成了稳定的天气形势，不利于污染物的扩散，导致灰霾形成并发展成为雾霾混合，后期由于高空淺槽过境，大气垂直扩散增强，近地面湿度减小，灰霾得到缓解。

从具体发展过程来看，10月17日，高空槽脊东移并减弱，东北低压移出本地，天津地面气压不断升高，风向由东转南，风力3级，能见度15 km，空气扩散能力较好；PM10、PM2.5样品浓度分别为111和52 μg/m3，PM2.5/PM10比值为46.8%。10月18日，700 hPa西北风场减弱，850 hPa天津附近明显增温，近地面形成逆温层，阻碍大气垂直扩散，天津地面气压场逐步减弱，风力减小，平流输送能力变差，湿度为39%～85%，18日19：00开始能见度小于10 km，灰霾天气形成；PM10、PM2.5样品浓度分别升至289和174 μg/m3，PM2.5/PM10也升至60.2%。10月19日，850 hPa高度处于暖脊中，大气垂直扩散严重受阻，天津地面场仍处于高压后部的弱气压场中，以偏南风和静风为主，水平扩散条件极差；受中低空西南气流影响，天津近地面湿度增至88%，形成轻雾，大部分时段能见度小于5 km，灰霾发展成为雾霾混合；PM10、PM2.5样品浓度分别达342和246 μg/m3，为此次过程中的日最大值，PM2.5/PM10高达71.9%。10月20日～21日，高空有分裂出的浅槽过境，华北地区受浅槽后的偏西气流控制，大气垂直扩散能力较19日略有增强，天津地面转为西风2级，湿度降至39%，能见度升至10 km以上，灰霾有所缓解；PM10、PM2.5样品浓度分别降至215和122 μg/m3，PM2.5/PM10也降为56.7%。由图1可知，此次过程中颗粒物污染以细颗粒物污染为主，而细颗粒物的质量变化较粗颗粒物（PM2.5～10）更为“敏感”。

2.2 水溶性离子特征

10月17日～20日颗粒物中水溶性离子分析结果表明，SO2-4、NO-3、Cl-、NH+4是颗粒物组分中最主要的离子，4种离子的总和在PM10中占总离子的79.0%～89.5%，在PM2.5中占总离子的87.1%～94.8%（表1）。由图2和图3可知，SO2-4、NO-3、NH+4离子总和占PM10和PM2.5质量浓度的比例均随灰霾发展上升，随灰霾缓解下降，最高比例均出现在19日，分别为31.9%、32.8%。SO2-4、NO-3、NH+4主要是由气态污染物向颗粒态转化生成的二次产物，说明灰霾过程有利于二次气溶胶的生成，二次离子是造成颗粒物污染的重要原因之一。颗粒物中NO-3和SO2-4的质量浓度比可以判断大气中N和S的固定源和流动源的相对重要性，用于指示大气中煤燃烧与汽车尾气排放污染源[10，13]。此次灰霾过程，PM10和PM2.5中NO-3 /SO2-4的平均比值分别为0.95和0.89，说明固定源和流动源污染影响相当。

2.3 碳组分特征

碳组分是颗粒物的主要成分之一。对10月17日～20日颗粒物中碳组分分析结果表明，OC质量浓度在PM10和PM2.5中占总质量的比例分别为8.5%～12.5%和9.6%～12.6%，EC质量浓度在PM10 和PM2.5中占总质量的比例分别为3.4%～4.4%和4.3%～7.1%。可见，OC在PM10和PM2.5中分布较为相似，而EC富集在细颗粒物的比例更大一些。由图4和5可知，OC、EC在PM10和PM2.5中浓度的最高值均出现在10月19日，PM10中浓度分别为42.84、11.68 μg/m3，PM2.5中浓度分别为29.26、10.56 μg/m3，OC、EC在灰霾过程中变化趋势较为一致。

一般认为，化石燃料燃烧直接排放的一次有机气溶胶和经过大气化学反应生成的二次有机气溶胶是OC两大主要来源，而EC则主要来源于化石燃料的不完全燃烧[18]。OC/EC比值常被用来评价颗粒物的二次来源[19]，当OC/EC比值大于2时，大气中存在二次有机气溶胶污染[1]。此次灰霾过程中，PM10中OC/EC比值随灰霾发展而升高，从17日的1.9逐步升至19日的3.7，20日下降为2.4；PM2.5中OC/EC比值只在灰霾最重的19日大于2，为2.8，说明此次灰霾存在二次有机气溶胶污染，并在PM10中表现最为明显。

2.4 无机元素特征

此次灰霾过程中，无机元素的质量总和分别占PM10和PM2.5质量浓度的21.8%～33.2%和16.7%～21.3%。其中质量浓度较高的元素为Si、Al、Ca、Fe、Mg、Na、K等地壳元素，这7种元素在PM10中占元素总量的83.5%～94.0%，在PM2.5中占元素总量的78.5%～89.6%，比例的变化在灰霾过程中无明显规律性。其他元素大多来自人为排放，其中含量较高的元素有Zn和S，Zn主要来自燃煤、垃圾焚烧和橡胶轮胎的磨损[13]，S主要是煤、油燃烧污染的产物[15]。S元素占PM10质量浓度的比例随灰霾发展上升，随灰霾缓解下降，19日的最大比例为3.4%；Zn和S占PM2.5质量浓度的比例随灰霾形成发展上升，随灰霾缓解下降，19日的最大比例分别为0.7%和3.6%；其他人为源元素占颗粒物质量浓度的比例均小于1%，且在过程中变化规律不明显，说明燃煤燃油污染对此次灰霾过程贡献较为突出。

3 结论

（1） 2011年10月17日～21日，天津市出现了无灰霾-灰霾形成-灰霾发展-灰霾缓解的全过程，过程中随着高空风场减弱、低空暖湿气流增强、地面气压场减弱、风力减小、湿度增加，灰霾逐步形成并发展成为雾霾混合；之后受高空浅槽影响，大气垂直扩散增强，近地面风力加大、湿度减小，灰霾得到缓解。19日灰霾加重，PM10、PM2.5日均浓度达最大，分别为342、246 μg/m3；PM2.5/PM10由17日的46.8%升至19日的71.9%，20日灰霾缓解，PM2.5/PM10回落至56.7%。细颗粒物是造成这次灰霾的主要污染物，且细颗粒物的质量变化较粗颗粒物更为明显。

（2）颗粒物中水溶性离子SO2-4、NO-3、Cl-、NH+4含量最大，SO2-4、NO-3、NH+4二次离子总和占PM10和PM2.5质量浓度的比例均表现为随灰霾发展上升，随灰霾缓解下降，最高比例均出现在19日，分别为31.9%、32.8%，二次离子是污染的重要原因之一。此次灰霾过程中，PM10和PM2.5中NO-3 /SO2-4的平均比值分别为0.95和0.89，说明固定源和流动源影响程度相当。

（3）碳组分是颗粒物的主要成分之一，OC质量浓度在PM10 和PM2.5中占总质量的比例分别为8.5%～12.5%和9.6%～12.6%，EC质量浓度在PM10 和PM2.5中占总质量的比例分别为3.4%～4.4%和4.3%～7.1%，OC在PM10和PM2.5中分布较为相似，而EC富集在细颗粒物的比例更大一些，OC、EC在灰霾过程中变化趋势较为一致。PM10和PM2.5中OC/EC比值均在19日达到最高，分别为3.7和2.8，此次灰霾存在二次有机气溶胶污染，并在PM10中表现最为明显。

（4）通过对无机元素的分析发现，PM10中人为源元素S最高比例（19日）为3.4%，PM2.5中人为源元素Zn和S最高比例（19日）分别为0.7%和3.6%，且浓度比例均随灰霾发展上升，随灰霾缓解下降，说明在此次灰霾过程中，燃煤燃油贡献较为突出。

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