住宅区PM2.5污染现状及影响因素

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本文作者：牟敬锋1严宙宁1林阮群1刘可1罗小生1林凯2作者单位：1.深圳市南山区疾病预防控制中心2.宁波市第二人民医院

PM2．5指粒径﹤2．5μm的大气颗粒物，由于PM2．5具有较大的比表面积，能携带较多的有毒有害物质进入机体深部。国内外许多研究发现PM2．5对人体健康能产生负面影响:PM2．5可导致机体循环系统疾患［1］、呼吸系统疾患和中枢神经系统紊乱等［2－3］，因此PM2．5带来的健康损害不容忽视。有研究发现PM2．5还能影响空气的能见度，造成灰霾天气［4］。随着深圳经济的快速发展，大气中细颗粒物也日益剧增，空气污染逐渐加重。据深圳市气象局有关资料显示，深圳市灰霾天气发生率较高，从2008年到2010年，深圳出现灰霾天气分别为154、115和115d。南山区是深圳市的人口大区，人群比较集中，本研究选择南山区某居民住宅区作为监测点进行了为期1年的PM2．5浓度监测来研究其PM2．5污染情况，并进一步分析其可能的影响因素，为以后制定相应的污染控制措施提供科学依据。

1材料和方法

1.1监测点布设

选择南山区某中学教学楼第5层(楼顶)设立监测点(该点也作为深圳市环保局监测点)，监测点周围1000m范围内主要有居民住宅，无高大建筑物。

1.2滤膜采集

监测时间为2010年每月10—16日，每天连续自动采样24h;采用大气可吸入颗粒物切割器PM2．5－100型(武汉市天虹仪器有限责任公司)连续自动采样，采样流量为100L/min;采样滤膜为玻璃纤维滤膜。

1.3浓度分析

PM2．5浓度分析方法是称重法，仪器为HM－202型电子分析天平(AND公司生产)。滤膜在稳定温度条件下(20℃～23℃)于硅胶干燥器内衡重24h后，进行称重。PM2．5的质量浓度等于采样后滤膜质量(W2)与采样前滤膜质量(W1)之差与采样空气标准状况下体积(V0)的商，即（略）。

1.4气象条件

采样期间，在深圳市气象局网站上记录每天的气象条件数据，主要包括:气温、相对湿度、风速和降水等情况。1.5数据处理采用Excel2007进行数据清理，使用SPSS15．0软件包进行数据检验分析，检验水准α=0．05。

2结果

2.1PM2．5平均浓度

2010年1—12月，共获得有效监测滤膜83份，PM2．5浓度在0．003～0．180mg/m3范围内波动。PM2．5浓度最低为0．003mg/m3，出现在2010年6月14日;PM2．5浓度最高为0．180mg/m3，出现在2010年12月12日。2010年监测得南山区某居民住宅区PM2．5平均浓度为(0．050±0．038)mg/m3。3月份PM2．5平均浓度最高(0．090mg/m3)，8月份PM2．5平均浓度最低(0．019mg/m3)，结果见表1。分析四季大气中PM2．5浓度发现，春、夏、秋、冬四季PM2．5平均浓度分别为0．058、0．027、0．046、0．069mg/m3，冬春季节南山区居民住宅区大气中PM2．5浓度较高，而夏秋季节大气中PM2．5浓度相对较低。

2.2PM2．5污染水平

到目前为止我国还没有制订PM2．5的环境卫生标准，而早在1997年美国就颁布了PM2．5环境卫生标准，规定日均值限值为0．065mg/m3，年均值限值为0．015mg/m3［5］。为了对南山区PM2．5污染水平作出判定，本研究选择美国制定的PM2．5环境卫生标准作为参比限值，2010年南山区居民住宅区年均值超标倍数为2．333。2010年监测了83份PM2．5滤膜，其中有22份滤膜超标，日均值超标率为26．5%。其中1月份和3月份日均值超标率最高(71．4%)，其次是11月份(57．1%);12月份日均值超标倍数最高(1．454)，其次是11月份(1．136)，具体结果见表2。

2.3气象条件与PM2．5浓度相互关系

2.3.1采样期间气候条件

2010年1月10日至12月16日PM2．5采样期间研究人员记录了采样当天的气候条件，如:大气温度、相对温度、风速和降雨等，具体气象数据见表3。

2.3.2气温对PM2．5浓度的影响

将每月的大气温度和PM2．5平均浓度进行Pearson相关性分析。结果显示:PM2．5浓度与气温呈负相关，r=－0．820(P＜05)，具体结果见图1。

2.3.3相对湿度对PM2．5浓度的影响

将空气相对湿度与PM2．5浓度进行Pearson相关分析发现，PM2．5浓度与空气相对湿度呈负相关，r=－0．510(P＜0．05)，具体结果见图2。

2.3.4风速对PM2．5浓度的影响

将风速与PM2．5浓度进行Pearson相关分析发现，PM2．5浓度与风速不具有相关性，差别无统计学意义(P＞0．05)，提示在本研究中风速不会对PM2．5浓度产生较大的影响。

2.3.5降雨对PM2．5浓度的影响

降雨情况只收集了2010年上半年降雨资料，2010年1—6月共收集41份滤膜，其中采样当天出现降雨的有12份滤膜。研究显示降雨时大气中PM2．5浓度为(0．038±0．028)mg/m3，不降雨时大气中PM2．5浓度为(0．064±0．035)mg/m3，前者明显低于后者，差异有统计学意义(t=2．269，P＜0．05)。

3讨论

深圳市南山区居民住宅区2010年监测PM2．5平均浓度为0．050mg/m3，超标倍数为2．333倍(参考美国PM2．5卫生标准)，低于2002年上海居民住宅区PM2．5浓度超标倍数［6］。不同月份监测得到的PM2．5浓度波动范围较大，8月份平均浓度最低，而3月份平均浓度最高;在不同季节间PM2．5浓度也有较大波动，表现为夏秋季浓度较低而春冬季浓度较高，这与李穗等［7］研究结果一致。其可能与深圳市气候属亚热带向热带过渡型海洋性气候有关。气象条件能对空气中细颗粒物浓度产生影响。

本次研究发现气温与PM2．5浓度值间呈负相关，这与鲁兴等［8］的研究结果一致，其可能原因是随着气温的升高，空气气流流动加快，使一些污染物更容易扩散。相对湿度对PM2．5浓度的影响目前研究结果不一致，鲁兴等［8］研究发现相对湿度与PM2．5浓度正相关，而黄虹等［9］研究发现随着相对湿度的增加，PM2．5浓度呈倒“U”型分布。此次研究发现空气相对湿度与PM2．5浓度呈负相关，其原因可能是因为随着空气相对湿度的增加，大气中的细颗粒物容易凝聚成为粒径较大的粒子而发生沉降。

有研究发现颗粒物浓度与风速呈显著负相关关系，风速越大，空气中细颗粒物浓度就越低［10］。本次研究显示风速与PM2．5浓度间不存在相关关系，可能是因为本次研究中从1月到12月风速的波动范围为1．90～2．90m/s，风速变化不明显有关系，另一个原因可能是本次研究没有考虑风向因素。大气中细颗粒物停留时间较长，湿沉降法能对大气中细颗粒物具有很好的沉降作用，降低大气中颗粒物浓度。本研究发现降雨天大气中PM2．5浓度明显低于非降雨天，可见降雨对大气中细颗粒物有很好的清除效果。本研究中存在的不足是没有考虑降雨强度对PM2．5浓度的影响，以后研究中可以将是否降雨和降雨强度综合起来研究降雨对PM2．5浓度的影响。

综上所述，深圳市南山区PM2．5污染水平虽然比其他一些城市低，但是按照美国卫生标准相比其污染程度较重;气象条件对PM2．5浓度能产生较大影响，造成PM2．5水平的波动。由于PM2．5对人体健康能带来影响，再加上我国很多城市PM2．5浓度较高，建议我国制订出环境空气中PM2．5浓度标准，从而保障人群健康。