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沙尘天气环境质量影响研究

高文康  
【摘要】:在环境问题日益突出的今天,沙尘天气对环境质量的影响越来越受到国内外的关注。我国对沙尘天气也越来越重视,不断提高监测手段,为减缓和治理沙尘天气造成的环境质量危害及制定一系列的防治措施做出了重要贡献。进行沙尘天气环境质量等级的划分及沙尘天气对环境质量影响的量化研究,不仅可以帮助我们定量地的描述每一次沙尘暴天气对于环境质量的影响,而且为环保工作者制定合理有效的减缓和防治措施提供重要的理论依据,为开展沙尘暴天气的环境质量影响、预警和评估等研究提供有力支持和坚实的科学基础。 本研究通过对典型沙尘暴天气过程的综合分析,利用空气污染指数和大气环境质量监测数据,结合卫星遥感影像,探讨了沙尘暴天气过程对沙尘源区和影响区大气环境质量的影响,构建了沙尘暴天气对环境质量影响等级划分的复合指标体系,分析了我国2001~2009年总共发生的136次沙尘暴天气过程。并利用量化指标将沙尘暴天气对源区和影响区的典型城市的沙尘贡献情况进行了量化分析。研究结果表明: 1、建立一个沙尘天气对环境质量影响等级划分的复合指标体系。结合沙尘暴天气对沙尘源区和影响区大气环境质量影响,研究构建了一个包含区域(沙尘源区和影响区)、过程(局地型和传输型)和空气污染级别多要素的复合指标体系,将沙尘暴天气环境等级划分为覆盖型重污染、边缘型中度污染、远距离轻微污染和远距离无影响四个等级。 2、针对我国近十年发生的136次沙尘天气过程进行了等级划分。在2001~2009年总共发生的136次沙尘天气过程中,春季(3~5月)是沙尘天气发生的高峰期,其中又以4月份的发生频率为最高;期间,沙尘天气对大气环境质量影响贡献(平均API)最高值出现在秋末(11月)和冬初(12月),尽管沙尘天气过程发生频次不多,但对环境空气质量的影响较大,在沙尘暴天气环境等级划分中以覆盖型重污染为主;影响我国的沙尘天气过程主要是以西北路径为主,其次是偏西路径,均达到中度污染;局地型的沙尘天气过程对环境空气质量的影响较小,为轻微污染;偏北路径的沙尘暴天气过程发生次数最少,但对于环境空气质量的影响最大;沙尘天气过程主要是以西北路径(59次)为主,平均API为170,以远距离无影响等级为主;沙尘期间主要是以2~3d沙尘天气过程为主,其中在2d沙尘天气过程中,37.5%属于传输型远距离无影响等级,平均API为83。 3、量化分析沙尘天气对源区和影响区的典型城市的沙尘贡献。2001-2009年沙尘暴天气过程对源区(呼和浩特)和影响区(北京、天津和济南)的贡献指数的最大值均出现在春初(3月),呼和浩特达到19.21%,北京为15.02%,天津9.41%和济南8.69%;在2000~2009年春季中,2001年沙尘天气过程对北京环境质量贡献最大,(PM_(10))平均绝对贡献率达到47μg/m~3,占国家空气质量二级标准限值(150μg/m~3)的31%;3月份中所发生的沙尘天气过程,对环境质量贡献量最大的发生在2001年,(PM_(10))的平均绝对贡献率到80g/m~3;2000~2009年春季(3~5月),(PM_(10))的平均绝对贡献率最大值83g/m~3发生在2006年4月,是国家大气环境一级标准限值(50μg/m~3)的166%,占二级标准限值的55%,是三级标准(250μg/m~3)的33%;5月份是春季三个月中沙尘天气过程对环境质量贡献最小的月份,其(PM_(10))的绝对贡献值最大为2001年的47μg/m~3和2006年的46g/m~3;沙尘天气对北京城市和郊区颗粒物浓度贡献大小受天气系统、传输路径以及近源区或影响区下垫面等因素的影响。2009年在我国发生的10次沙尘天气过程中,春季发生7次。这10次沙尘天气过程中西北路径型出现5次,偏西路径型出现4次,其余1次为局地型。次数相比往年明显减少,强度偏弱;2009年,北京地区(PM_(10))日均值浓度大于国家空气质量三级标准的天数仅为16d,占全年的4%,而低于国家二级标准的天数占到全年的75%,甚至在一些沙尘天气过程时,北京地区(PM_(10))日均值降为50μg/m~3以下;2009年北京沙尘天气日数共3d,其中(沙尘粒子)占(PM_(10))年均值为3.4%。


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