敦煌莫高窟大气颗粒物PM_2.5和PM₁₀浓度的季节变化分析

【作者】 徐瑞红； 武发思； 张国彬； 贺东鹏； 康世昌； 李潮流； 汪万福；

【机构】 敦煌研究院保护研究所； 国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心； 中国科学院青藏高原研究所； 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所；

【摘要】 大气环境中颗粒物是珍贵古代壁画的重要污染源,粉尘沉降在壁画彩塑表面,不仅降低了其美学价值,亦对文物构成腐蚀等潜在威胁。开展莫高窟环境大气颗粒物监测研究,对科学保护该世界文化遗产具有重要的现实意义。本研究通过对莫高窟洞窟内环境(第16窟)与窟区外环境进行采样,参照我国环境空气质量标准(GB3095-2012)来分析莫高窟洞窟内、外环境中PM2.5和PM10的年际与季节性变化规律。结果表明:洞窟外与第16窟窟内PM2.5浓度平均值分别为76.65±62.42μg/m3和0.72±0.68μg/m3,PM10浓度平均值分别为286.59±284.92μg/m3和126.19±104.99μg/m3。参照环境空气质量PM2.5和PM10二级标准,窟外环境中,PM2.5和PM10的监测期超标率分别达46%和65%;第16窟窟内PM2.5浓度符合国标,而PM10的超标率为35%;超标值多分布在春、夏两季,尤其是多风沙的春季。相关性分析表明,窟外PM2.5与PM10之间均存在显著的线性关系,第16窟内亦然;而在窟外和窟内不同环境中的两组PM2.5线性关系不明显,PM10也同样,除了洞窟内、外正常空气交换外,游客参观等人为扰动对窟内颗粒物浓度变化可能有一定贡献。进一步分析表明,在粒径小于10μm的空气颗粒物中,主要为2.5-10μm的粗颗粒,窟外PM2.5的含量约为30%,第16窟内含量约为1%,这一比值浮动受沙尘天气的影响很小。导致这一结果的因素可能是洞窟门窗和纱网的阻挡作用,以及洞窟甬道对窟外细颗粒物被动输入窟内具有一定的缓冲作用所致。更多还原