一、引言：
我国沙尘多起源于蒙古国和内蒙地区，2023年以来共发生8次沙尘天气，影响范围达18个省市，长江以北大部地区、湖南北部、江西北部、浙江中北部，甚至福建北部也受到沙尘的不同程度的影响。沙尘天气过程导致了环境空气中颗粒物（主要是PM10）浓度的大幅升高，部分城市空气质量一度达到严重污染。由于沙尘天气时的颗粒物主要来自沙尘源区传输过来的沙尘粒子，与其他时段的颗粒物组成不同，本文利用粒径谱监测设备对部分城市沙尘天气过程中颗粒物的粒径分布进行了研究分析。
二、典型沙尘过程颗粒物粒径分布变化
河北保定市和河南南阳市分别布设了高精度大气颗粒物粒径监测仪（CCLJP-100）用于监测城市颗粒物粒径变化，现对3月19日-23日的一次沙尘天气中城市颗粒物粒径分布变化进行分析。
根据生态环境部2016年发布的《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》中沙尘天气判别标准进行判定，保定市此次沙尘天气开始于3月22日6时，PM10浓度为348μg/m3，22日11时达到峰值3165μg/m3，结束于24日6时，PM10浓度降至104μg/m3，共持续48h。南阳市沙尘天气开始于3月23日4时，PM10浓度为205μg/m3，23日8时达到峰值1596μg/m3，结束于26日11时，PM10浓度降至104μg/m3，共持续79h。
图1 保定、南阳各粒径段颗粒物质量浓度变化趋势
从各粒径段质量浓度变化来看，此两个城市沙尘天气过程中颗粒物（PM10）中不同粒径段的质量浓度变化差异显著。与沙尘天气开始前相比，沙尘开始时1μm以下各粒径段浓度变化较小，其变化率在24%以下，其次为1-4μm粒径段，其变化率在43%~73%，而4-20μm粒径范围内的各粒径段浓度变化非常显著，保定市在沙尘起始时，其PM15-20升高了481%（该粒径段的质量浓度达到116μg/m3，显著高于平日正常状态），南阳市在沙尘起始时，其PM7-10升高了203%（该粒径段的质量浓度达到35μg/m3，显著高于平日正常状态）。
图2 保定、南阳沙尘开始前后各粒径段颗粒物质量浓度变化率
从PM10中各粒径段浓度占比来看，沙尘天气开始前相比，沙尘过境期间保定市、南阳市1μm以下颗粒物浓度占比均显著下降（保定市由66%降至5%、南阳市由56%降至9%），1-10μm颗粒物浓度占比突升（保定市由34%升至95%、南阳市由44%升至91%），表明沙尘天气以粗颗粒污染为主，而大粒径颗粒物易沉降，沙尘过后对城市的基础保洁工作十分必要。
图3 保定、南阳沙尘前和沙尘过境各粒径段颗粒物质量浓度占比
三、结论
1、沙尘天气过程中颗粒物粒径分布变化特征显著
从各粒径段质量浓度变化来看，沙尘天气开始前后，不同粒径段颗粒物质量浓度变化差异显著，4-20μm粒径段浓度变化最大，沙尘天气造成的空气污染以粗颗粒（4~20μm）污染为主。
2、粒径分布特征可有效用于沙尘天气判别
现行的《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》中城市沙尘天气的起始时间判别，主要依据PM10浓度与前6个小时PM10平均浓度的差异进行判定，并没有考虑颗粒物本身的物理化学特征，实践中如果下游城市PM10浓度缓慢上升，则即使受到沙尘影响也很难被判定，而本研究表明沙尘天气前后伴随着PM10浓度变化，颗粒物粒径分布变化特征十分显著，因此可以利用颗粒物粒径实时监测结果（如PM7-10或PM10-15的浓度或变化率）来辅助判定沙尘天气，使沙尘天气判定更加客观、合理。
3、沙尘过境后应及时加强扬尘管控
粒径谱监测结果显示，沙尘天气过程中，PM10浓度增加主要以大粒径颗粒物（PM1-10）为主，而大粒径颗粒物更易沉降，沙尘过后如遇大风、车辆等扰动便会产生二次扬尘污染，造成PM10再次升高，因此沙尘过后应及时进行道路清扫保洁及背街小巷保洁工作，同时加大扬尘管控力度，防止二次扬尘污染。
