住宅區PM2.5污染現狀及影響因素

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本文作者：牟敬鋒1嚴宙寧1林阮群1劉可1羅小生1林凱2作者單位：1.深圳市南山區疾病預防控制中心2.寧波市第二人民醫院

PM2．5指粒徑﹤2．5μm的大氣顆粒物，由于PM2．5具有較大的比表面積，能攜帶較多的有毒有害物質進入機體深部。國內外許多研究發現PM2．5對人體健康能產生負面影響:PM2．5可導致機體循環系統疾患［1］、呼吸系統疾患和中樞神經系統紊亂等［2－3］，因此PM2．5帶來的健康損害不容忽視。有研究發現PM2．5還能影響空氣的能見度，造成灰霾天氣［4］。隨著深圳經濟的快速發展，大氣中細顆粒物也日益劇增，空氣污染逐漸加重。據深圳市氣象局有關資料顯示，深圳市灰霾天氣發生率較高，從2008年到2010年，深圳出現灰霾天氣分別為154、115和115d。南山區是深圳市的人口大區，人群比較集中，本研究選擇南山區某居民住宅區作為監測點進行了為期1年的PM2．5濃度監測來研究其PM2．5污染情況，并進一步分析其可能的影響因素，為以后制定相應的污染控制措施提供科學依據。

1材料和方法

1.1監測點布設

選擇南山區某中學教學樓第5層(樓頂)設立監測點(該點也作為深圳市環保局監測點)，監測點周圍1000m范圍內主要有居民住宅，無高大建筑物。

1.2濾膜采集

監測時間為2010年每月10—16日，每天連續自動采樣24h;采用大氣可吸入顆粒物切割器PM2．5－100型(武漢市天虹儀器有限責任公司)連續自動采樣，采樣流量為100L/min;采樣濾膜為玻璃纖維濾膜。

1.3濃度分析

PM2．5濃度分析方法是稱重法，儀器為HM－202型電子分析天平(AND公司生產)。濾膜在穩定溫度條件下(20℃～23℃)于硅膠干燥器內衡重24h后，進行稱重。PM2．5的質量濃度等于采樣后濾膜質量(W2)與采樣前濾膜質量(W1)之差與采樣空氣標準狀況下體積(V0)的商，即（略）。

1.4氣象條件

采樣期間，在深圳市氣象局網站上記錄每天的氣象條件數據，主要包括:氣溫、相對濕度、風速和降水等情況。1.5數據處理采用Excel2007進行數據清理，使用SPSS15．0軟件包進行數據檢驗分析，檢驗水準α=0．05。

2結果

2.1PM2．5平均濃度

2010年1—12月，共獲得有效監測濾膜83份，PM2．5濃度在0．003～0．180mg/m3范圍內波動。PM2．5濃度最低為0．003mg/m3，出現在2010年6月14日;PM2．5濃度最高為0．180mg/m3，出現在2010年12月12日。2010年監測得南山區某居民住宅區PM2．5平均濃度為(0．050±0．038)mg/m3。3月份PM2．5平均濃度最高(0．090mg/m3)，8月份PM2．5平均濃度最低(0．019mg/m3)，結果見表1。分析四季大氣中PM2．5濃度發現，春、夏、秋、冬四季PM2．5平均濃度分別為0．058、0．027、0．046、0．069mg/m3，冬春季節南山區居民住宅區大氣中PM2．5濃度較高，而夏秋季節大氣中PM2．5濃度相對較低。

2.2PM2．5污染水平

到目前為止我國還沒有制訂PM2．5的環境衛生標準，而早在1997年美國就頒布了PM2．5環境衛生標準，規定日均值限值為0．065mg/m3，年均值限值為0．015mg/m3［5］。為了對南山區PM2．5污染水平作出判定，本研究選擇美國制定的PM2．5環境衛生標準作為參比限值，2010年南山區居民住宅區年均值超標倍數為2．333。2010年監測了83份PM2．5濾膜，其中有22份濾膜超標，日均值超標率為26．5%。其中1月份和3月份日均值超標率最高(71．4%)，其次是11月份(57．1%);12月份日均值超標倍數最高(1．454)，其次是11月份(1．136)，具體結果見表2。

2.3氣象條件與PM2．5濃度相互關系

2.3.1采樣期間氣候條件

2010年1月10日至12月16日PM2．5采樣期間研究人員記錄了采樣當天的氣候條件，如:大氣溫度、相對溫度、風速和降雨等，具體氣象數據見表3。

2.3.2氣溫對PM2．5濃度的影響

將每月的大氣溫度和PM2．5平均濃度進行Pearson相關性分析。結果顯示:PM2．5濃度與氣溫呈負相關，r=－0．820(P＜05)，具體結果見圖1。

2.3.3相對濕度對PM2．5濃度的影響

將空氣相對濕度與PM2．5濃度進行Pearson相關分析發現，PM2．5濃度與空氣相對濕度呈負相關，r=－0．510(P＜0．05)，具體結果見圖2。

2.3.4風速對PM2．5濃度的影響

將風速與PM2．5濃度進行Pearson相關分析發現，PM2．5濃度與風速不具有相關性，差別無統計學意義(P＞0．05)，提示在本研究中風速不會對PM2．5濃度產生較大的影響。

2.3.5降雨對PM2．5濃度的影響

降雨情況只收集了2010年上半年降雨資料，2010年1—6月共收集41份濾膜，其中采樣當天出現降雨的有12份濾膜。研究顯示降雨時大氣中PM2．5濃度為(0．038±0．028)mg/m3，不降雨時大氣中PM2．5濃度為(0．064±0．035)mg/m3，前者明顯低于后者，差異有統計學意義(t=2．269，P＜0．05)。

3討論

深圳市南山區居民住宅區2010年監測PM2．5平均濃度為0．050mg/m3，超標倍數為2．333倍(參考美國PM2．5衛生標準)，低于2002年上海居民住宅區PM2．5濃度超標倍數［6］。不同月份監測得到的PM2．5濃度波動范圍較大，8月份平均濃度最低，而3月份平均濃度最高;在不同季節間PM2．5濃度也有較大波動，表現為夏秋季濃度較低而春冬季濃度較高，這與李穗等［7］研究結果一致。其可能與深圳市氣候屬亞熱帶向熱帶過渡型海洋性氣候有關。氣象條件能對空氣中細顆粒物濃度產生影響。

本次研究發現氣溫與PM2．5濃度值間呈負相關，這與魯興等［8］的研究結果一致，其可能原因是隨著氣溫的升高，空氣氣流流動加快，使一些污染物更容易擴散。相對濕度對PM2．5濃度的影響目前研究結果不一致，魯興等［8］研究發現相對濕度與PM2．5濃度正相關，而黃虹等［9］研究發現隨著相對濕度的增加，PM2．5濃度呈倒“U”型分布。此次研究發現空氣相對濕度與PM2．5濃度呈負相關，其原因可能是因為隨著空氣相對濕度的增加，大氣中的細顆粒物容易凝聚成為粒徑較大的粒子而發生沉降。

有研究發現顆粒物濃度與風速呈顯著負相關關系，風速越大，空氣中細顆粒物濃度就越低［10］。本次研究顯示風速與PM2．5濃度間不存在相關關系，可能是因為本次研究中從1月到12月風速的波動范圍為1．90～2．90m/s，風速變化不明顯有關系，另一個原因可能是本次研究沒有考慮風向因素。大氣中細顆粒物停留時間較長，濕沉降法能對大氣中細顆粒物具有很好的沉降作用，降低大氣中顆粒物濃度。本研究發現降雨天大氣中PM2．5濃度明顯低于非降雨天，可見降雨對大氣中細顆粒物有很好的清除效果。本研究中存在的不足是沒有考慮降雨強度對PM2．5濃度的影響，以后研究中可以將是否降雨和降雨強度綜合起來研究降雨對PM2．5濃度的影響。

綜上所述，深圳市南山區PM2．5污染水平雖然比其他一些城市低，但是按照美國衛生標準相比其污染程度較重;氣象條件對PM2．5濃度能產生較大影響，造成PM2．5水平的波動。由于PM2．5對人體健康能帶來影響，再加上我國很多城市PM2．5濃度較高，建議我國制訂出環境空氣中PM2．5濃度標準，從而保障人群健康。