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沙尘天气颗粒物粒径分布特征与来源研究

来源：世展网分类：环保，中国环博会行业资讯 2024-03-27 13:55 阅读：3153

编者按为深入研究沙尘源对空气质量的影响及其贡献率变化，先河环保子公司——河北省先进环保产业创新中心研究团队投入一年多的时间，在多个受沙尘影响的城市安装粒径谱监测仪，实时、连续监测空气中的颗粒物粒径分布情况，通过长时间对沙尘粒径特征进行追踪与量化分析，并结合大数据解析算法进行深度挖掘，在沙尘传输、溯源方面得出了相关结论，中国环境对其进行了刊登报道。

原文报道

什么是沙尘暴？

由于冬春季干旱区降水甚少，地表异常干燥松散，抗风蚀能力很弱，在有大风刮过时，就会将大量沙尘卷入空中，形成沙尘暴。沙尘天气主要发生于春季，集中在3月至5月期间，尤其4月更是沙尘天气最频繁发生的月份。

沙尘天气对人民生产生活及身体健康影响极大。为强化我国空气质量监测体系，提高对沙尘活动的预测预报能力，2023年11月，国务院印发《空气质量持续改善行动计划》中针对沙尘传输路径监测研究明确了具体内容，主要包括：完善沙尘调查监测体系，强化沙源区及沙尘路径区气象、空气质量等监测网络建设；开展亚洲地区沙尘暴监测预报预警服务及技术研发；在沙尘路径区开展沙尘源谱监测分析，聚焦北京市进行沙尘源解析，评估各地沙尘量及固沙滞沙成效；开展沙尘天气过程发生发展机理研究；到2025年，地级及以上城市完成排放清单编制，重点区域城市实现逐年更新。这些要求为各地沙尘管理和防治工作的科学化、精细化指明了方向和路径。

为深入研究沙尘源对空气质量的影响及其贡献率变化，河北省先进环保产业创新中心研究团队投入一年多的时间，在多个受沙尘影响的城市安装粒径谱监测仪，实时、连续监测空气中的颗粒物粒径分布情况，通过长时间对沙尘粒径特征进行追踪与量化分析，并结合大数据解析算法进行深度挖掘，在沙尘的传输、溯源方面得出以下结论：

两次沙尘过程中各粒径段颗粒物质量浓度变化率

沙尘过程开始前，颗粒物的粒径浓度、

质量浓度及粒子总数已呈现规律性。

通过对两次沙尘天气过程研究数据显示，达到沙尘起始时刻判定标准前1小时，城市颗粒物浓度已经开始显现出受到沙尘影响的迹象；各粒径质量浓度以及PM₁₀中各粒径段质量浓度占比时序变化显示，沙尘天气开始前1小时，1μm以下各粒径段质量浓度和占比已明显下降，相反，粒径大于1μm的颗粒物质量浓度则呈现上升趋势，尤其是4μm-20μm粒径浓度上升最为显著。

另外，从粒子数浓度时间序列数据看，两次沙尘天气过程开始前1小时，粒子总数呈现明显下降趋势。

沙尘天气过程中，颗粒物粒径分布变化

特征基本一致。

从各粒径段质量浓度变化来看，沙尘过境期间不同粒径段颗粒物质量浓度变化特征呈现一致性，1μm以下颗粒物浓度占比均显著下降，1μm以上，尤其是4μm-20μm颗粒物浓度占比突升；沙尘天气过程中，由于大颗粒物增多，总粒子数反而继续呈现下降趋势。

沙尘天气过后，颗粒物浓度仍会受到

持续性影响。

当沙尘天气过程达到结束时刻判定标准之后，城市的颗粒物浓度虽然不再处于沙尘暴的高峰期，但仍可通过数据观察到沙尘活动对空气质量的持续影响。监测数据显示，在两次沙尘天气结束后，1μm以下颗粒物，其浓度占比仍然维持在相对较低的水平，并呈现波动上升趋势；相比之下，1μm以上的颗粒物在沙尘结束后的浓度占比依然维持在一个较高的状态，但整体呈现逐步波动下降的态势。

沙尘天气来临时粒径分布变化特征明显，这一变化对于准确识别和理解沙尘过程的作用至关重要，尤其是1μm以下粒径段质量浓度以及数浓度变化和PM10中1μm以上粒径段质量浓度占比变化，可协助管理部门对沙尘天气的预测；通过整合粒径谱监测数据与常规空气质量监测参数以及气象数据，可以构建更为精准的沙尘天气过程模型，用于识别沙尘对空气质量的具体贡献，甚至追溯沙尘的传输路径和来源地。粒径分段监测的优势在于其对不同粒径颗粒物的敏感性和细致性，使得沙尘天气过程的识别和研究更为准确和深入。