基于气象视阈谈大气污染与防范举措

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济宁东部山区主要处于泗水县境内，泰沂山区南麓，位于北纬35°28′～35°48′、东经117°5′～117°35′之间，属暖温带季风气候区，总面积1091.79平方公里。其中低山丘陵738.5平方公里，河谷平地353.22平方公里，人地矛盾较为突出[1]。随着经济发展战略的逐步实施，工业生产的不断发展，工厂排放的二氧化硫(SO2)、碳的氧化物(COx)和氮的氧化物(NOx)等污染气体将逐渐增多。近年来随着泗水机动车辆的不断增多，机动车辆排放的尾气中也含有大量COx、NOx等污染气体，因此未来城市的空气污染问题不容忽视。泗水站自1970年至今没有迁站，且地处郊区，资料连续性、代表性、准确性较好，采用气候统计方法，通过分析泗水1970年～2010年40的年气候资料，浅析了济宁东部山区气候特点对空气污染的影响和防治措施。

一、风对空气污染的影响

泗水属暖温带季风气候区，受季风影响，一年4季均以偏东气流为主，尤其冬季最为明显(见表1)。风对空气中的污染物质具有整体输送和稀释作用。某一风向频率大，对污染物的输送作用就较大；某一风向的风速愈小，愈有利于其下风方位污染物质的积聚和停留。因此，可用污染系数计算公式[2]I=M/N间接反映空气污染浓度的水平分布情况，应将工业区布置在I值小的上风方向。公式中的I为污染系数，M为风向频率，N为平均风速。由泗水累年各季及全年各方位污染系数(见表2)看出，偏西方位对泗水的污染扩散最有利。实践证明风速≤1.5米/秒是空气中污染物质有利的积聚和停留条件[3]。从统计的泗水累年各季及全年各风向，0.0米/秒～1.5米/秒风速段联合出现频率(见表3)可见，东北方向有利于泗水的污染物质积聚和停留。综合分析可知，泗水在工业化、城市化、现代化的发展进程中，居民生活区以安排在东南方位的上风方比较理想，而工业园区的安排则以西北方位为佳。若在原有工业园区内拟建新厂，应选择在园内累年污染系数较小的下风侧，并且尽可能选择在较低的地方，避免工厂之间的重复交叉污染。在山区建厂，应尽可能选择在与盛行风向相一致或接近(交角≤45°)的山谷，以便通风稀释[4]。空气中污染浓度的垂直分布是由贴地层风的垂直分布所决定的。但由于泗水站缺乏贴地层各高度的实际风速资料，这里不具体探讨泗水风的铅直分布特征及影响，实际应用中可通过小气候观测来分析。

二、降水、大气层结稳定度的影响

降水对空气中的污染物有明显的稀释清除作用，雨量大小与稀释程度存在正相关关系[5]。泗水整个地势为东部高，西部低，东北部和西南部多丘陵、山地，降水自东北部向西南部逐渐增多。泗水县累年各月降水量及降水变率（见表4）。降水变率Q的计算公式：D=Ri-R式中D为降水绝对变率，Ri为第i年某时段内实际降水量(i=1，2，3，…n)，R为同时段内几年的平均降水量。Q=（D/R）×100%式中Q为某年的降水相对变率，D为降水绝对变率，R为同时段内几年的平均降水量。典型的高污染天气过程,出现在冬季冷空气入侵以后,冷高压开始变性到完全变性之前,大气层结出现较高的稳定概率[6～7]；夏季气流强、降水多、大气层结极不稳定、湍流扩散条件好，加上降水变率较大，有利于空气中污染物质的稀释和扩散；而在秋冬季节，受副热带高压、北方冷高压脊控制，降水少、大气层结相对稳定、湍流扩散条件差，所以，泗水县空气污染监测防治的工作重点应在秋冬季节。

三、结果讨论

风对污染物的输送作用就较大，偏西方位对泗水的污染物扩散最有利，东北方向有利于污染物质积聚和停留；空气污染监测防治的工作重点应在秋冬季节。在工业生产的发展进程中，应根据泗水县的气候特点，合理规划、统筹安排，确保工业生产与城市环境协调发展。随着工业生产的发展，建筑物的不断兴建，城市结构特征日趋明显，城市内部地面风速将减弱，静风和弱风频率会增加，各风向也变得复杂起来。由于污染防治需要投入大量的人力、物力和财力，建议随着经济的发展，逐步改革工厂的工艺流程，完善各种防污治污措施，严格控制空气污染物的排放量。

自然界中植物的生物学特性是长期与环境条件相适应的最终结果，植物不仅对空气中的粉尘有吸附、阻挡和过滤作用，而且对空气中低浓度的硫化物、氟化物等各种污染物质具有吸收、积累及代谢的作用。实践证明，城市绿化对大气具有良好的净化作用，有改善局地气象环境的能力[8～10]。根据泗水县的气候特点，长远来看，在泗水县东南方位的上风位应大力营造生态防护林，以减轻区域外空气污染的入侵危害；在城市内部则应加强城市园林绿化工作，增加地面绿色覆盖率，倡导垂直绿化，增强城市自身洁净能力，努力营造良好的人居生态环境。