近年来，我国大气环境的复合型污染特征已逐渐被认识.大气复合污染的特征表现为大气能见度显著下降、大气氧化性增强和环境恶化趋势向整个区域蔓延.目前，社会关注和研究的焦点和热点更多集中在东部经济高速发展地区的大城市或城市群(安静宇等，2014；Li et al., 2013；王跃思等，2014；李莉，2012).然而，研究中发现，中小城市大气复合污染形势同样不容忽视(张普，2013；覃国荣，2014；何俊杰，2013；杨关盈，2008).

位于太行山东麓地区的邯郸市，地处联接京津冀、中原经济区两大经济区的交汇地带.自环境保护部开始公布每月、每季全国74个重点城市空气质量状况和排名以来，邯郸市一直高居全国大气污染最严重的十大城市之列，污染程度位列前五名，为全国空气污染的重灾区.另外，随着中部崛起战略的实施，中原经济区包括邯郸市规划布局了大规模火电装机及建材水泥等资源密集型产业，大气环境超载现象将进一步凸显，灰霾和光化学污染发生概率将进一步加大，污染形势十分严峻.

以往在邯郸地区开展的大气复合污染相关研究较少.张普等(2013)分析了夏秋季节邯郸市大气颗粒物污染状况；魏哲等(2014)研究了邯郸市冬季严重霾污染过程特征.上述研究只是针对邯郸市某几个月大气复合污染特征进行了研究，同时也未见针对该地区的臭氧污染水平的系统研究.因此，本研究利用邯郸市2013年全年颗粒物和臭氧在线监测数据分析其大气复合污染特征，同时分析冬、夏季大气污染物之间相关性特征，探讨复合污染形成的原因.

本研究数据主要来源于邯郸市现有的丛台公园、市环保局、东污水处理厂、矿院4个空气自动连续监测点，监测站点情况见表 1.测点均位于文教居民混合区，周围2 km范围内无大型工业大气污染源，基本代表了邯郸市城区的大气环境特征.

表 1(Table 1)

表 1 邯郸市环境空气质量监测站点情况 Table 1 Characteristics of H and an environmental monitoring stations

表 1 邯郸市环境空气质量监测站点情况 Table 1 Characteristics of H and an environmental monitoring stations 点号 监测点名称 常规监测项目 位置 1 丛台公园 中心城区(丛台区) 2 市环保局 SO2、NO、NO2、 中心城区(丛台区) 3 东污水处理厂 PM10、O3、PM2.5 市区东部(丛台区) 4 矿院 市区东南(邯山区)

观测时段为2013年1月1日至12月31日.原始数据记录为1 h平均值，本研究PM_2.5、O₃分别采用4个站点的算术平均值进行分析，剔除了因仪器误差而造成的无效数据(包括无穷大和负值).

2013年邯郸市全年PM_2.5、PM₁₀浓度统计分析结果见表 2.由表 2可知，2013年PM_2.5和PM₁₀的年均浓度分别为139 μg · m^-3和238 μg · m^-3，分别是国家二级标准(35 μg · m^-3和70 μg · m^-3)的4.0倍和3.4倍；最大日均浓度分别为604 μg · m^-3和834 μg · m^-3，高达国家二级标准(75 μg · m^-3和150 μg · m^-3)的8.1倍和5.6倍.PM_2.5、PM₁₀日均浓度超过标准的天数均在280 d左右，全年3/4以上天数均超标.

表 2(Table 2)

表 2 2013年邯郸市PM2.5和PM10监测浓度及评价结果 Table 2 Statistics of mass concentrations of PM2.5 and PM10 during 2013

表 2 2013年邯郸市PM2.5和PM10监测浓度及评价结果 Table 2 Statistics of mass concentrations of PM2.5 and PM10 during 2013 污染物 最大日均浓度/(μg·m-3) 最小日均浓度/(μg·m-3) 最大时均浓度/(μg·m-3) 最小时均浓度/(μg·m-3) 平均浓度/(μg·m-3) 超标天数/d 超标比例 PM2.5 604 20 786 2 139 277 75.9% PM10 834 43 1667 14 238 282 77.3%

已有研究数据显示(郝吉明等，2012)，北方城市PM_2.5年均浓度为80~100 μg · m^-3，南方城市为40~70 μg · m^-3，以邯郸市目前的排放水平来看，已经远超出绝大部分城市PM_2.5浓度平均水平.同时，本研究对比了2007年以后国内主要城市颗粒物污染状况，如表 3所示，邯郸市PM_2.5污染程度相当严重，甚至超过北京、天津、长三角和珠三角等超大城市或城市群，仅次于邢台、石家庄两市.同时，与张普等2012年8—11月对邯郸市PM_2.5的监测结果(99.1 μg · m^-3)相比(张普等，2013)，本次研究中对应时段的(2013年8—11月)PM_2.5浓度(105 μg · m^-3)略有增加.

表 3(Table 3)

表 3 全国主要城市颗粒物污染情况对比 Table 3 Comparison of PM pollution status of major cities in China

表 3 全国主要城市颗粒物污染情况对比 Table 3 Comparison of PM pollution status of major cities in China 城市 年份 监测时段 观测地点 PM2.5平均浓度/(μg·m-3) PM10平均浓度/(μg·m-3) PM2.5/ PM10 参考文献 北京 2012、2013 2012-12—2013-5 覆盖北京的30个监测站点 102.95 136.91 72% 赵晨曦等，2014 2013 2013-01 站点类型：北京城区 158.5 王跃思等，2014 2013 全年 89.1 王庚辰，2014 天津 2010 2010-09—2010-11 中国气象局天津大气边界层观测站 107 193 55% 黄鹤等，2011 2013 2013-01 站点类型：天津城区 136.1 王跃思等，2014 保定 2013、2014 2013-02—2014-01 保定市监测站、华电二区、接待中心、胶片厂、地表水厂、游泳馆 127 217 56.8% 覃国荣，2014 邢台 2013 全年 155.2 王庚辰，2014 石家庄 2013 全年 148.5 王庚辰，2014 2013 2013-01 站点类型：石家庄城区 213.6 王跃思等，2014 上海 2013 2013-01-01—2013-01-30 上海市环境科学研究院 102±50 149±70 68.4%±10.3% 周敏等，2013 2013 全年 60.7 王庚辰，2014 杭州 2006 2006-01—2006-12(每季10~16 d) 杭州市云栖、朝晖两地 77.5 111 包贞等，2010 广州 1989 全年 54.8 117.0 46.8% 吴兑等，2014 2004 全年 88.8 143.6 61.8% 2005 全年 75.2 129.8 57.9% 2006 全年 65.2 88.9 73.3% 2007 全年 48.9 61.7 79.3% 2008 全年 49.2 61.9 79.5% 2009 全年 42.0 52.9 79.4% 2010 全年 39.4 51.9 75.9% 2011 全年 42.2 62.5 67.5% 2012 全年 44.7 59.9 74.6% 2013 全年 39.9 52.7 75.7% 2004、2005 连续两年 94.4 147.4 64.1% Wu et al., 2007 2013 全年 52.2 王庚辰，2014 邯郸 2012 2012-07-31—2012-12-02 矿院(即河北工程大学) 99.1 208.4 49.4% 张普等，2013 2013 全年 丛台公园 137 213 57.2% 本研究 2013 全年 市环保局 138 225 56.9% 2013 全年 东污水处理厂 143 263 50.9% 2013 全年 矿院 137 241 52.7% 2013 2013-01 4站点小时值平均 284 413 69.0% 2013 2013-08—2013-11 4站点小时值平均 105 202 51.5% 2013 非采暖季 4站点小时值平均 104 196 52.8% 2013 采暖季 4站点小时值平均 209 322 63.0% 2013 全年 4站点小时值平均 139 238 56.7%

从PM_2.5、PM₁₀浓度的日变化和月变化特征来看(图 1)，两者具有很好的相关性，相关系数均在0.9动至次年3月16日停止，从PM_2.5、PM₁₀浓度日变化趋势来看，3—11月两种污染物浓度水平相对较低，仅在采暖结束前的3月初及采暖期初期11月末出现相对较小的峰值；进入采暖的高峰期(1月、2月和12月)，PM_2.5和PM₁₀浓度处于较高水平，且持续攀升，1月达到峰值，其PM_2.5、PM₁₀月均浓度分别为最以上(两者日均浓度相关系数为0.931，月均浓度相关系数为0.952).邯郸市供热期一般自11月15日启低月份(8月)浓度值的2.9倍和5.2倍.整个采暖期PM_2.5、PM₁₀平均浓度分别为209 μg · m^-3和322.1 μg · m^-3，为非采暖期平均浓度的2倍和1.6倍.

图 1(Fig. 1)

图 1 PM2.5和PM10的2013年年内日变化趋势 Fig. 1 Trends of 24-hour average of PM2.5 and PM10 during 2013

2013年日均值PM_2.5/PM₁₀在14.2%~88.2%之间波动，PM_2.5/PM₁₀各月平均值处于41.6%~73.2%之间，PM_2.5/PM₁₀全年平均值为56.7%.与其他城市对比的结果见表 3，邯郸市PM_2.5/PM₁₀值略小于经济比较发达的北京、上海、广州等超大城市65%~80%的比例，与中小城市(如保定)等的水平较接近.

PM_2.5和PM₁₀的月均变化趋势如图 2所示，本研究测得的数据与张普等在2012年8—11月测得的邯郸市PM_2.5/PM₁₀平均值50%上下的结果较为接近.同时可以看出，特别是在灰霾天气频发的冬季，PM_2.5在PM₁₀中所占的比例也相对较高(1月为69%，2月为73.2%，12月为62.7%)，整个采暖期PM_2.5/PM₁₀平均值为63%，高出非采暖期(52.8%)10%.

图 2(Fig. 2)

图 2 PM2.5和PM10的2013年月均变化趋势 Fig. 2 Trends of monthly average of PM2.5，PM10 and PM2.5/PM10 ratio during 2013

综上所述，邯郸市全年PM_2.5、PM₁₀浓度水平高，同时具有明显的季节差异性.与非采暖期相比，在灰霾多发的采暖期PM_2.5和PM₁₀浓度受煤烟影响大，两种污染物浓度均升高，且PM_2.5浓度升高更为明显.同时，采暖期PM_2.5在PM₁₀中的份额也远高于非采暖期.

2013年邯郸市全年O₃及其前体物NO₂浓度统计分析结果见表 4.由表 4可知，2013年O₃日8 h平均浓度的最大值为238 μg · m^-3，是国家二级标准(160 μg · m^-3)的1.5倍，超标天数为53 d，超标率为14.5%；最大时均浓度为288 μg · m^-3，是国家二级标准(200 μg · m^-3)的1.4倍，超标小时数为148 h，占全年有效数据(8711个)的1.7%.

表 4(Table 4)

表 4 2013年邯郸市O3和NO2监测浓度及评价结果 Table 4 Statistics of mass concentrations of O3 and NO2 during 2013

表 4 2013年邯郸市O3和NO2监测浓度及评价结果 Table 4 Statistics of mass concentrations of O3 and NO2 during 2013 污染物 最大日均浓度a/(μg·m-3) 最小日均浓度b/(μg·m-3) 最大时均浓度/(μg·m-3) 最小时均浓度/(μg·m-3) 全年平均浓度/(mg·m-3) 超标时数/h 小时浓度超标比例 超标天数/d 日均浓度超标比例c 注：a.O3为全年中日最大8小时平均浓度的最大值；b.O3为全年中日最大8小时平均浓度的最小值；c.O3为日最大8小时平均浓度. O3 238 13 288 1 49 148 1.7% 53 14.5% NO2 157 19 244 5 58 6 0.07% 65 17.8%

O₃前体物NO₂的年均浓度为58 μg · m^-3，是国家二级标准的(40 μg · m^-3)的1.5倍；日均浓度最大值为157 μg · m^-3，是国家二级标准的(80 μg · m^-3)的近2倍，超标天数为65 d，超标率为17.8%；最大时均浓度为244 μg · m^-3，是国家二级标准的(200 μg · m^-3)的1.2倍，超标小时数全年为6 h，占全年有效数据(8713个)的不足1%.

图 3为2013年1—12月观测的O₃和NO₂小时浓度变化情况.以日最大值平均值衡量，1—4月初O₃浓度均较低全部保持在国家一级标准水平以下；自4月中旬起，O₃浓度开始大幅上升，整个夏季臭氧平均水平均较高；而自10月中下旬起O₃浓度又急剧下降，谷值出现时间为冬季.与O₃变化恰好相反，NO₂小时浓度在冬季保持较高水平，超标时段主要集中在该时段，春夏季浓度最低.

图 3(Fig. 3)

图 3 2013年邯郸市O3和NO2浓度逐时变化 Fig. 3 Trends of 1-hour average concentrations of O3 and NO2 during 2013

对邯郸2013年O₃日最大8 h平均浓度进行统计，绘制全年变化趋势(图 4).从图 4中可以看出，2013年O₃日最大8 h平均浓度夏季超标率最高，达到39.1%，其中以6月、8月最高，超标天数均达14 d之多；春秋季次之，超标率分别为6.5%和12.1%；冬季没有出现超标现象.

图 4(Fig. 4)

图 4 2013年邯郸市O3日最大8小时平均浓度变化趋势 Fig. 4 Trends of the maximum 8-hour average concentrations of O3 during 2013

本研究对比了文献中报道的国内主要城市O₃年均浓度、最大时均浓度及O₃超标情况，结果汇总于表 5.从表 5可以看出，对于较长时间序列(至少为1年)的O₃连续监测，各城市O₃年均浓度在30~65.8 μg · m^-3之间变化，除洛阳外大部分城市小时浓度超标率在3%以下.

将本研究观测结果与北京、天津、洛阳等北方城市对比可以发现，邯郸2013年O₃平均浓度值(49 μg · m^-3)高于北京(安俊琳等，2007)和天津(陈魁等，2010)观测到的全年平均值(北京：41.5 μg · m^-3，天津：30~48 μg · m^-3)，其全年O₃超标时数与小时浓度超标率(邯郸O₃超标148 h，超标率1.7%)略高于北京的数据(北京O₃超标122 h，超标率1.68%)，但其O₃小时浓度超标率与日最大8 h平均浓度超标率均低于洛阳的观测数据(刘献辉等，2014)，这主要是由于洛阳石化工业发达，排放大量臭氧生成潜势高、反应活性大的VOCs，从而使O₃在大气中积聚.

表 5(Table 5)

表 5 全国主要城市O3污染情况对比 Table 5 Comparison of O3 pollution status of major cities in China

表 5 全国主要城市O3污染情况对比 Table 5 Comparison of O3 pollution status of major cities in China 城市 年份 监测时段 观测地点 最大O3时均浓度/(μg·m-3) 超标小时数(超标率)/h 超标天数(超标率)/d 监测时段平均值/(μg·m-3) 参考文献 注：括弧内数值为超标率. 北京 2004、2005 2004-08—2005-07 中科院大气物理所 428.1 122(1.68%) 41.5 安俊琳等，2007 2009 2009-08-01—2009-08-16 中科院大气物理所 266.8 56.8 修天阳等，2013 2011 2011-05-07—2011-06-09 中国环境科学研究院 214.3 5(14.7%) 严茹莎等，2013 天津 2008 全年 环境监测中心 342 48 陈魁等，2010 南京路 271 30 北辰科技园区 318 44 2006 2006-8-10—2006-9-18 武清气象局 269.2 26(2.7%) 63.3 岳婷婷等，2009 洛阳 2012 2012-01—2012-12 原豫西宾馆旧址楼 454 443(5%) 77(21%) 刘献辉等，2014 深圳 2006 全年 深圳市环境监测中心站 196 0 33 颜敏等，2012 2007 全年 500 (0.2%) 36 2008 全年 302 (0.2%) 41 2009 全年 367 (0.4%) 57 2010 全年 371 (0.3%) 57 南京 2008—2009 连续两年 南京信息工程大学 240.9 47 h 65.8 安俊琳等，2010 上海 2010 全年 上海市环境科学研究院 (夏季7.61%) 43.1 陈宜然等，2011 (春季4.35%) (秋季3.28%) (冬季无超标现象) 邯郸 2013 全年 丛台公园 378 251(2.96%) 74(20.3%) 51 本研究 市环保局 445 210(2.53%) 62(17.0%) 51 东污水处理厂 583 68(0.82%) 31(8.5%) 45 矿院 340 202(2.42%) 60(16.4%) 48 4站点小时值平均 288 夏季108(4.9%) 36(39.1%) 80.1 春季10(0.5%) 6(6.5%) 59 秋季30(1.4%) 11(12.1%) 40 冬季无超标现象 0 14.9 全年148(1.7%) 53(14.5%) 49

对于夏季观测来说，邯郸(8月O₃平均浓度83 μg · m^-3，夏季超标天数比例39.1%)远高于同时段北京、天津观测到的值(8月O₃平均浓度56.8~63.3 μg · m^-3，北京超标天数比例14.7%)(修天阳等，2013；严茹莎等，2013；岳婷婷等，2009).综上所述，邯郸的O₃局地污染水平较北京、天津地区高，一方面，O₃浓度受太阳紫外辐射、气温、风速、风向、相对湿度等气象条件的制约；另一方面，邯郸的支柱产业——火电、钢铁、水泥等均为O₃前体物NO₂排放大户，2012年仅上述三大产业排放NO₂高达14.3万t，如此巨大的NO₂局地污染很可能使得邯郸出现较高的臭氧污染潜势.

相对于南方城市来说，邯郸O₃污染水平相对较轻，其全年O₃平均浓度值低于深圳、南京水平(深圳2009—2010年：57 μg · m^-3；南京2008—2009：65.8 μg · m^-3)(颜敏等，2012；安俊琳等，2010)，其小时浓度超标率也低于上海观测到的值(陈宜然等，2011)，这与深圳、上海所处地区强烈的阳光照射，光化学反应更加活跃，以及作为全国经济发展的高地，工业种类繁多，VOCs来源广密切相关.

为探究邯郸市局地大气复合污染可能的形成原因，本研究从邯郸市的地形、气象、污染物排放等方面进行了分析，并利用冬、夏季逐时PM_2.5、O₃和各类气体污染物浓度的相关系数(冬、夏季样本量分别为744、720)对邯郸市二次污染物与一次污染物之间的关系进行了初步分析和探讨.

利用美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA)联合测量并由国际科学数据服务平台发布的SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)90 m分辨率原始高程数据，绘制邯郸市地形示意图(图 5).邯郸市位于太行山东麓，自西向东呈阶梯状下降，高差悬殊，海拔最高的西北部近1900 m，最低的东部仅为30 m左右.由于西侧太行山脉的阻挡作用，使得山麓地区的邯郸等地形成了一个“避风港”，造成大气水平流动变弱，静风小风天气频繁出现，且主要发生在秋季和冬季，这与邯郸市秋冬季PM_2.5浓度高的结果相吻合.

图 5(Fig. 5)

图 5 邯郸市地形示意图 Fig. 5 Sketch map of the topography of Handan

在《中原经济区战略环境评价》课题研究中，根据中国气象科学数据共享服务网的中国地面气候资料(SURF_CLI_CHN_MUL_YER)和中国地面气候资料(SURF_CLI_CHN_MUL_MON)，通过选取包括河北省在内的8省共125个站点1963—2012年50年的气象要素的分析，位于中原经济区北部的邢台-邯郸一带，年均风速呈逐渐减小的趋势，近几年年平均风速维持在1.5 m · s^-1上下，且静风小风的年平均天数达到150 d以上.

此外，以往研究显示，春季和冬季太行山东麓辐合风场的出现(田贺忠等，2011)，即两条输送气流——东北气流(控制北部地区的气流)和西南气流(控制南部地区的气流)呈现对峙状态，加剧了该区域大气污染物的积聚作用.因此，客观上，邯郸市不利于扩散的地形条件，年平均风速小，静风小风天气及区域大气环流中辐合风场的频繁出现成为该区域灰霾污染严重的主要原因之一.

根据邯郸市2012年环境统计数据，其主要大气污染物SO₂、NO_x和烟(粉)尘排放总量分别为21.42万t、24.86万t和22.05万t，单位面积的上述3种污染物排放量分别为17.76、20.61和18.28 t · km^-2.与全国31个省会城市相比(图 6、图 7)，邯郸市上述3种污染物排放总量分别位列第4、第4和第1位，单位面积排放量分别位列第5、第4和第1位.此外，在区域面积达28.9万km²涵盖河南全省并延及豫、鲁、皖、冀、晋5省30市3县(区)组成的中原经济区中，邯郸市的上述3种污染物排放量均最大.

图 6(Fig. 6)

图 6 2012年全国主要城市SO2、NOx、烟粉尘排放量对比 Fig. 6 Comparison of air pollutant emission in major cities in 2012

图 7(Fig. 7)

图 7 2012年全国主要城市单位面积SO2、NOx、烟粉尘排放量对比 Fig. 7 Comparison of the per unit area emissions in major cities in 2012

可以看出，邯郸市一次颗粒物及与二次PM_2.5密切相关的前体物SO₂、NO_x排放总量及单位面积排放量均很高，但由于与单位面积污染物排放量同样较高的沿海城市上海、天津，以及地势相对平缓的平原或低山丘陵城市郑州、南京、太原等地相比，位于山麓地区的邯郸市扩散条件明显差很多，加之邯郸市大气污染物工业排放占比高，80%~90%为工业排放，而工业又以火电、钢铁、建材等燃煤重工业为主.因此，大气污染物排放长期处于高位运行与不利地形叠加，遭遇异常天气(静小风情况或受辐合风场控制)，很容易造成连续灰霾天气的出现.

1)冬季灰霾天气下二次污染物与一次污染物之间关系

图 8是2013年1月监测的逐时NO/NO₂、SO₂/PM₁₀、PM_2.5/O₃的浓度变化情况，结合2013年1月各种污染物小时浓度之间的统计相关系数(表 6)可以发现，冬季PM_2.5与PM₁₀、SO₂、NO、NO₂均呈正相关.同时，PM_2.5与PM₁₀、NO₂小时浓度之间显著性相关，而PM_2.5与SO₂小时浓度间仍显著相关，但相关性相对较差.可能的原因是:一方面邯郸市烟(粉)尘、NO_x排放量和排放强度相对较高，从而PM_2.5与PM₁₀、NO₂表现为较高的相关性；另一方面，冬季特别是采暖期间SO₂、NO₂质量浓度大幅增加，同时由于该时段相对湿度大，几乎每天相对湿度都在50%以上(魏哲等，2014)，使得SO₂、NO₂等一次排放的污染气体向颗粒态二次无机盐的转化贡献中，以SO₂的二次转化贡献占主导作用(王跃思等，2014)，进而PM_2.5和SO₂表现为相对较差的相关性.同时，冬季O₃与PM₁₀、SO₂、NO、NO₂均表现为负相关关系，其中，NO₂作为O₃生成的重要前体物之一，负相关关系较其他污染物更为显著.

图 8(Fig. 8)

图 8 2013年冬季(1月)邯郸市NO、NO2、SO2、PM10、PM2.5、O3浓度逐时变化 Fig. 8 Trends of 1-hour average concentrations of different air pollutants in January in 2013

表 6(Table 6)

表 6 2013年1月污染物小时浓度之间的统计相关系数 Table 6 Correlations between different air pollutants in January in 2013

表 6 2013年1月污染物小时浓度之间的统计相关系数 Table 6 Correlations between different air pollutants in January in 2013 PM2.5 PM10 SO2 NO NO2 O3 注：以上均为在0.01水平(双侧)上显著相关，样本数N=744. PM2.5 1 PM10 0.93 1 SO2 0.45 0.56 1 NO 0.59 0.70 0.75 1 NO2 0.78 0.82 0.60 0.67 1 O3 -0.21 -0.24 -0.23 -0.20 -0.34 1

2)夏季臭氧污染天气下二次污染物与一次污染物之间关系

图 9是2013年6月监测的逐时NO、NO₂、SO₂、PM₁₀、PM_2.5、O₃的浓度变化情况，结合2013年6月各种污染物小时浓度之间的统计相关系数(表 7)可以发现，在夏季PM_2.5同样与PM₁₀、SO₂、NO、NO₂均呈正相关，但从相关程度上来看，夏季PM_2.5与上述污染物之间的相关关系较冬季相对较差，可能的原因是一方面夏季PM_2.5主要与工业源、汽车尾气源排放有关，大气污染物排放强度较冬季明显降低；另一方面，夏季较强的光化学反应有利于SO₂、NO₂气体氧化形成硫酸盐和硝酸盐等颗粒态二次无机盐.同时，O₃与PM₁₀、SO₂的负相关关系相对较差，但与NO、NO₂的负相关关系更为显著，反映了夏季光化学反应较冬季更为明显.

图 9(Fig. 9)

图 9 2013年夏季(6月)邯郸市NO、NO2、SO2、PM10、PM2.5、O3浓度逐时变化 Fig. 9 Trends of 1-hour average concentrations of different air pollutants in June in 2013

表 7(Table 7)

表 7 2013年6月污染物小时浓度之间的统计相关系数 Table 7 Correlations between different air pollutants in June in 2013

表 7 2013年6月污染物小时浓度之间的统计相关系数 Table 7 Correlations between different air pollutants in June in 2013 PM2.5 PM10 SO2 NO NO2 O3 注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关，*表示在0.05水平(双侧)上显著相关；样本数N=720. PM2.5 1 PM10 0.88** 1 SO2 0.20** 0.22** 1 NO 0.32** 0.23** 0.25** 1 NO2 0.40** 0.34** 0.26** 0.43** 1 O3 -0.31** -0.10** -0.09* -0.53** -0.48** 1

综合冬、夏季逐时PM_2.5、O₃和各类气体污染物浓度的相关关系分析结果，可以看出，冬夏季PM_2.5与SO₂、NO、NO₂、PM₁₀等一次污染物均呈正相关关系，而且SO₂、NO、NO₂等一次排放的污染气体能够发生复杂化学反应转化成颗粒态的二次无机盐，因此，降低邯郸市大气中PM_2.5浓度，既要控制直接排放的颗粒物，也要控制形成二次颗粒物的气态前体物.

已有研究显示，NO_x和VOC是O₃生成的两大最重要前体物，因此，控制臭氧污染除了关注NO_x，仍需进一步关注该地的VOC组成、排放、浓度水平等情况，研究VOC、NO_x和臭氧三者关系，进而判断是优先控制NO_x还是优先控制VOC(聂滕等，2014；邹宇，2013).

1)从2013年监测数据来看，邯郸市PM_2.5和PM₁₀的年均浓度分别为139 μg · m^-3和238 μg · m^-3，分别是国家二级标准的4.0倍和3.4倍.PM_2.5、PM₁₀日均浓度超过标准的天数均在280 d左右，全年3/4以上天数均超标.整个采暖期PM_2.5、PM₁₀平均浓度分别为209 μg · m^-3和322.1 μg · m^-3，为非采暖期平均浓度的2倍和1.6倍，表明采暖季煤烟型污染特征明显.

2)监测时段内，PM_2.5/PM₁₀日均值在14.2%~88.2%之间波动，PM_2.5/PM₁₀各月平均值处于41.6%~73.2%之间，PM_2.5/PM₁₀全年平均值为56.7%.在灰霾天气频发的冬季，PM_2.5在PM₁₀中所占的比例相对较高(1月为69%，2月为73.2%，12月为62.7%)，整个采暖期PM_2.5/PM₁₀平均值为63%，高出非采暖期(52.8%)10%.

3)邯郸市2013年O₃日最大8小时平均浓度的最大值为238 μg · m^-3，是国家二级标准的1.5倍，超标天数为53 d，超标率为14.5%；最大时均浓度为288 μg · m^-3，是国家二级标准的1.4倍，超标小时数为148 h，占全年有效数据的1.7%.O₃全年日最大8 h平均浓度统计结果显示，夏季超标率最高，达到39.1%，其中以6月、8月最高；春秋季次之，超标率分别为6.5%和12.1%.从全国范围来看，邯郸市O₃污染水平较南方城市略低，在北方城市中属于污染比较严重的城市.

4)从主观来看，邯郸市2012年主要大气污染物SO₂、NO_x和烟(粉)尘排放总量分别为21.42万t、24.86万t和22.05万t，单位面积的上述3种污染物排放量分别为17.76、20.61和18.28 t · km^-2.与全国31个省会城市相比，其污染物排放总量及排放强度均排在全国前列.同时，邯郸市大气污染物工业排放占比高，80%以上为工业排放，大气污染物排放长期处于高位运行可能成为直接导致该地灰霾和臭氧污染的重要原因之一.从客观来说，太行山山麓“避风港”效应，加之区域大气环流的影响为邯郸市灰霾形成和污染持续创造了条件.

邯郸市二次污染物与一次污染物之间关系方面，冬夏季PM_2.5与SO₂、NO、NO₂、PM₁₀等一次污染物均呈正相关关系，但从相关程度上看，夏季PM_2.5与上述污染物之间的相关关系较冬季相关较差.NO₂作为O₃生成的重要前体物之一，在冬夏季变化趋势上与O₃表现为一定的负相关，且夏季的负相关关系更为显著.

综合以上分析，邯郸市大气复合污染的形成，除了区域大气环流与特殊地形叠加影响外，还主要归因于相对较高的人为源大气污染物排放，因此，要想走出复合污染的困局，减排是硬道理，解决灰霾污染需开展颗粒物、NO_x、SO₂等污染物的协同控制.应当指出，由于缺少邯郸市VOC组成、排放、浓度水平等情况，无法判断该地大气光化学污染特征是处于NO_x控制区还是VOC控制区，因此，控制邯郸市局地臭氧污染有待今后进一步研究.