上海大气重污染的新研究揭示

图41-1　研究期间上海PM 1、PM 2.5以及PM 10的小时平均浓度值

本研究时段为2009年3月30日—5月16日以及5月28日—6月3日。图41-1展示了上述研究时段中，上海PM 1、PM 2.5以及PM 10的小时平均浓度值。从颗粒物的浓度水平上看，本研究时段出现了3次高污染事件。第一次污染事件（pollution event 1，PE1）发生在4月4—10日之间，持续时间较长。在此期间，PM 1、PM 2.5以及PM 10的日平均浓度值分别为60.9±14.0、63.6±16.4和120.1±40.7μg·m-3，细颗粒物和粗颗粒物的浓度水平均较高。其中PM 1／PM 2.5的平均值在0.90～0.99之间，表明PE1时期细颗粒物污染集中在更细粒径的PM 1中。从图41-2［a］中的3 d后向轨迹看来，此期间气团传输距离较短，风速较小，并且方向不定，日均混合层高度较低，基本上在500 m左右甚至以下，因此第一阶段的污染主要来自本地污染以及邻近区域的影响。PM 2.5／PM 10在PE1时期的平均比值为0.54±0.09。考虑到此段时期正好处于春季，干燥的天气所造成的本地扬尘以及北方沙尘的外来影响，可能是造成上海本地较高PM 10浓度以及中等PM 2.5／PM 10比值的主要原因。

第二次污染事件（PE2）发生在4月25日，持续时间较短，仅仅持续了1 d，且有高浓度的粗颗粒物PM10。当天PM1、PM2.5以及PM 10的浓度值分别为26.3、53.0和174.5μg·m-3。PM 1的浓度较第一次污染阶段明显降低，且PM 2.5／PM 10的比值达到了本研究区间中的最低值0.35。结合图41-2［b］中当天的3 d气团后向轨迹，发现不同高度的气流均主要来自中国北方，气流在传输过程中途经了北方的戈壁沙漠。当天风速较大，上海本地的平均风速达到5 m·s-1，且混合层较高，当天平均混合层高度在1 000 m左右。因此，较高的PM 10浓度以及很低的PM 2.5／PM 10比值，结合后向轨迹分析，表明此次颗粒物重污染事件源于外来沙尘的长程传输。事实上，沙尘在当天对上海的影响体现在2个时段，分别是早上的4:00—8:00和晚上的17:00—23:00，在其余的时段中浓度均较小，说明此次沙尘向东南的传输范围以及影响程度并不是非常大，相比于2007年4月2日上海发生的严重浮尘天，影响明显小得多［1］。沙尘于26日迅速过境，PM 10浓度明显降低，PM 2.5／PM 10的比值重新上升到0.50以上，表明外来沙尘源已不占主导地位。(www.xing528.com)

图41-2　（a）上海PE1时期每天500 m的3 d后向轨迹；（b）上海PE2当天1 000、2 000、3 000 m的3 d后向轨迹；（c）上海PE3时期每天500 m的3 d后向轨迹。空心点和折线分别代表3 h和1 d的平均混合层高度。a、b、c图上方部分外文含义请参见127页图9-6图注。（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

第三次污染事件（PE3）出现在5月28日—6月3日。此期间PM 1、PM 2.5和PM 10的日平均浓度值分别为67.8±37.6、84.0±48.4和135.6±71.4μg·m-3，PM 2.5／PM 10比值为0.65±0.04。该阶段的细颗粒物浓度及其在颗粒物PM 10中的比例，均是3次污染事件中最高的。结合图41-2（c）中的后向轨迹以及混合层高度可以发现，类似于第一次污染时期，此时期的天气类型也是不利于污染物扩散的，上海的高颗粒物浓度也受到来自区域传输的影响。不管怎样，仅从颗粒物的浓度大小、粗细颗粒物比例以及气象条件，并不能确定不同污染阶段的类型。需要通过研究颗粒物的化学物理性质，来进一步分析不同污染阶段的特性。