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年春节前后天津市空气质量特征分析

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摘要：

京津冀区域是中国污染物排放强度高、空气质量差的地区，以PM2.5为首要污染物的重污染天气频发[1-6]。为有效控制污染，国家在大型活动期间（如奥运会、“APEC会议”和“九三阅兵”）尝试开展区域的大气污染联防联控[7-10]，包括工厂停产限产、工地停工、机动车单双号限行等，为空气质量改善起到重要作用。研究表明，2008年奥运期间O3、SO2、CO和NOx的日均浓度分别较会前下降了23%、61%、25%和21%[7]；交通源排放的VOCs、CO、NOx和PM10分别较会前下降55.5%、56.8%、45.7%和51.6%[8]。“APEC会议”期间天津市二次离子（NO3-、SO42-、NH4+）、一次离子（Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+）在PM2.5中的占比分别由会议期间的48.12%、8.84%下降为会后的42.68%、14.50%[9]。“九三阅兵”期间的减排措施使得北京SO2、O3、NO2、PM10和PM2.5浓度分别降低了50.0%、0.7%、42.1%、45.7%和48.6%[10]。2020年春节以来，受新冠疫情延迟复工影响，大量工厂停产、工地停工，移动源活动强度明显降低，整个区域的涉气污染源排放强度发生了明显变化，十分有必要开展2020年春节前后空气质量特征分析，以期为今后大气污染防控政策的制订提供科学依据。2020-01-24开始春节假期，之后受新冠疫情影响，直到02-15主要工业企业才实现复工复产。为分析春节前后空气质量变化特点，将01-01—01-23称为春节前，01-24—02-15称为春节后。

1 材料与方法

1.1 观测场地

天津市位于华北平原东北部，海河流域下游，东临渤海，北依燕山，是全国先进制造研发基地、北方国际航运核心区、金融创新运营示范区和改革开放先行区。常规环境空气质量监测数据来自天津市空气质量监测网络，共有23个城市评价点，覆盖所有区组分监测数据来源于天津市生态环境监测中心超级观测站，采样平台位于市监测中心四楼楼顶，距地面约15 m，周边为居住区和学校，北面约300 m为中环路。

1.2 采样及分析方法

采用TEOM 1405F监测PM2.5，质量控制严格按照HJ 817—2018《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范》要求进行。Thermo 42i、Thermo 43i、Thermo 48i分别监测NOx、SO2、CO，仪器每天自动校准，质量控制按照HJ 818—2018《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范》要求进行。采用Sunset Laboraory Inc碳分析仪监测PM2.5中碳（OC、EC），系统每天自动内标检查，每月用标准蔗糖溶液进行外标校正，并定期检查系统采样流量。采用AIM-URG9000D监测PM2.5中的阴离子（SO42-、NO3-、Cl-、F-）和阳离子（Ca2+、NH4+、Na+、K+和Mg2+），每月配制标准溶液，绘制的标准曲线，相关系数除NH4+外，均大于99.9%（NH4+相关系数大于99.5%），定期检查系统采样主流量。

2 结果与讨论

2.1 污染物浓度总体情况

春节前、后天津主要污染物浓度时空分布发生明显变化，如图1所示。从浓度水平看，春节前全市SO2、NO2、PM2.5和CO的平均浓度分别为12 μg/m3、68 μg/m3、94 μg/m3和1.5 mg/m3，春节后全市SO2、NO2、PM2.5和CO的平均浓度为10 μg/m3、34 μg/m3、89 μg/m3和1.2 mg/m3。与春节前空气质量相比，春节后SO2、NO2、PM2.5、CO平均浓度分别下降16.7%、50.0%、5.3%、20.0%，NO2平均浓度下降明显。春节前SO2/NO2的比值为0.18，低于春节后的0.29，表明春节后受新冠肺炎疫情影响移动源的排放量显著降低[11]。

图1 春节前后天津市主要污染物浓度变化

2.2 污染物浓度时空变化

天津市主要污染物浓度日变化如图2所示，从图2中可以看出，春节前、后PM2.5、NO2、CO日变化均呈现“双峰”分布，SO2日变化均呈现“单峰”分布。与春节前相比，春节后污染物小时浓度均明显低于春节前，污染物浓度日变化幅度明显降低，早、晚高峰不明显，这与春节后假期延长、延迟复工、人们外出活动减少有关。

春节前、后天津市主要污染物浓度空间分布如图3所示，从图3中可以看出，春节前、后SO2和NO2空间分布相似，但春节后SO2和NO2浓度明显降低，尤其是NO2浓度下降明显；对于PM2.5和CO来说，春节后天津北部的蓟州、宝坻浓度较高，原因可能在于受延迟复工影响，大量外出务工人员只能呆在家里，这些务工人员主要居住于郊区或农村，农村取暖和餐饮等生活需求增加，导致散煤燃烧、生物质燃烧强度增大。

图2 天津市主要污染物浓度日变化

图3 春节前后天津市主要污染物浓度空间分布

文章来源：《天津化工》网址: http://www.tjhgzz.cn/qikandaodu/2021/0225/845.html