北京市可吸入大气颗粒物中Pb的浓度分布特征研究

摘要/Abstract

摘要：

本研究以取暖期和停暖后北京市主要功能区及郊区的可吸入大气颗粒物为研究对象,重点对比了市区与郊区、市区内不同功能区的PM₁₀、PM_2.5的浓度分布特征以及重金属元素Pb在其中的浓度分布特征。结果表明:可吸入大气颗粒物的浓度在取暖期间远高于停暖后的浓度,雾霾天气时可吸入大气颗粒物的浓度是非雾霾时的1.74~2.56倍。取暖期间,Pb在PM₁₀中的浓度明显远高于PM_2.5中的浓度,北京市区内Pb浓度较郊区要高,尤其是建材厂区可吸入大气颗粒物中的Pb浓度最高,商业区次之;停暖后,Pb在PM₁₀和PM_2.5中的浓度相当,建材厂区可吸入大气颗粒物中Pb浓度依然是功能区中最高的,但整体上郊区可吸入大气颗粒物中Pb的浓度和市区相差不大。对比分析2007年和2013年的数据,可以估算出,可吸入大气颗粒物PM₁₀中Pb的浓度以每年9.78%的速度在增长,PM_2.5中Pb的浓度以每年11.45%的速度在增长。因此,北京市可吸入大气颗粒物中Pb的增长问题应引起相关部门的重视。

关键词: 可吸入大气颗粒物, Pb, 浓度分布, 取暖期, 停暖后, 北京市

Abstract:

Based on the concentration distribution characteristics of inhalable particulate matters during heating period and after heating period of Beijing, the comparison of the concentration of PM₁₀, PM_2.5 and concentration characteristics of Pb in the urban and rural areas of Beijing, as well as the different functional areas in the urban was focused. It was found that the concentration of the inhalable particulate matters was much higher during heating period. It was 1.74 to 2.56 times in the smog weather than the non-smog weather. During heating period, the concentration of Pb was much higher in the PM₁₀ than that in the PM_2.5 and its concentration in the urban areas was higher than the rural areas, especially the concentration of inhalable particulate matters in the building materials factory area was the highest among the functional areas, and the second was the commercial area. After heating period, there was little difference of the concentration of Pb in PM₁₀ and PM_2.5. Although the concentration of Pb in the building materials factory area was still the highest, the concentration in the urban and rural areas has little difference as a whole. It can be estimated that the concentration of Pb in PM₁₀and in PM_2.5has grown at a rate of 9.78% and 11.45% every year separately by comparing the data of the year of 2007 with 2013’s. Therefore, more attention should be paid to the concentration increase of the Pb in the inhalable particulate matters of Beijing by relevant departments.

Key words: inhalable particles, Pb, concentration distribution, heating period, after heating period, Beijing

中图分类号:

P595
X142

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图/表 11

图1 北京市大气颗粒物采样分布图 1~15为北京市区采集点,其中1~3为建材厂区,4~6为居民区,7~9为教育区,10~12为商业区,13~15为休闲区,16~20为郊区

Fig.1 Map of the atmospheric particulate matter sampling locations in Beijing

图2 北京市区与郊区可吸入大气颗粒物浓度分布特征

Fig.2 Map of the concentration distribution of the inhalable particles in Beijing

表1 中国环境空气质量标准

Table 1 The ambient air quality standard of China

中国环境空气质量标准
分类	PM_2.5/(μg/m³)		PM₁₀/(μg/m³)
分类	年平均	24小时平均	年平均	24小时平均
一级标准	15	35	40	50
二级标准	35	75	70	150

图3 不同功能区及郊区可吸入大气颗粒物PM10浓度分布特征

Fig.3 The concentration of the inhalable particles PM10 in different functional areas and rural area

图4 不同功能区及郊区可吸入大气颗粒物PM2.5浓度分布特征

Fig.4 The concentration of inhalable particles PM2.5 in different functional areas and rural area

表2 北京市可吸入大气颗粒物超标幅度

Table 2 The excessive range of inhalable particles in Beijing

功能区	PM₁₀超标幅度/%			PM_2.5超标幅度/%
功能区	取暖期	停暖后		取暖期	停暖后
建材厂区	377.52	87.23	604.91		136.71
居民区	113.95	23.07	242.73		66.06
教育区	169.29	0.93	239.59		52.37
商业区	190.72	25.74	443.60		77.95
休闲区	137.20	不超标	255.62		20.89
郊区	153.62	78.81	301.02		235.22

表3 雾霾和非雾霾天气条件下PM2.5、PM10的平均浓度及超标幅度

Table 3 The average concentration and excessive range of PM2.5 and PM10 in smog and non-smog weather

时期	天气	PM₁₀		PM_2.5
时期	天气	平均浓度 /(μg/m³)	超标幅度/%	平均浓度 /(μg/m³)	超标幅度/%
取暖期	雾霾	452.32	201.54	350.23	366.97
取暖期	非雾霾	229.75	53.16	172.13	129.51
停暖后	雾霾	249.30	66.20	193.36	157.82
停暖后	非雾霾	116.30	不超标	78.57	4.76

图5 可吸入大气颗粒物中Pb的浓度特征

Fig.5 The concentration characteristics of Pb in inhalable particles

表4 不同功能区及郊区可吸入大气颗粒物中Pb元素的浓度

Table 4 The concentration of Pb in inhalable particles in different functional areas and rural areas

区域	PM₁₀/(μg/m³)		PM_2.5/(μg/m³)
区域	取暖期	停暖后	取暖期	停暖后
建材厂区	30.653	0.525	0.954	0.480
居民区	9.794	0.280	0.542	0.254
教育区	11.283	0.050	0.353	0.044
商业区	15.311	0.084	1.042	0.087
休闲区	14.979	0.279	0.539	0.253
郊区	8.779	0.350	0.352	0.398

表5 可吸入大气颗粒物中Pb元素取暖期/停暖后浓度比值及其PM2.5/PM10比值

Table 5 The ratio of heating period/after heating period and PM2.5/PM10 of Pb in inhalable particles

区域	PM₁₀	PM_2.5	PM_2.5/PM₁₀
区域	取暖期/ 停暖后	取暖期/ 停暖后	取暖期	停暖后
建材厂区	58.38	1.99	0.03	0.91
居民区	34.93	2.13	0.06	0.91
教育区	227.07	7.94	0.03	0.89
商业区	181.37	12.02	0.07	1.03
休闲区	53.72	2.13	0.04	0.91
郊区	25.05	0.89	0.04	1.14

表6 2007年和2013年可吸入大气颗粒物中Pb的浓度特征

Table 6 The concentration of Pb in inhalable particles of the years 2007 and 2013

	2007年		2013年
	PM₁₀	PM_2.5	PM₁₀	PM_2.5
Pb浓度/ (ng/m³)	139.58	125.24	244.26	239.96

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