张掖市大气颗粒物水溶性离子污染特征、来源

张掖市大气颗粒物中水溶性离子污染特征及其来源相关研究未见公开报道,文章基于2020年秋季至2021年夏季间采集的张掖市大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))样本(每种粒径100个以上有效样本),对其中8种主要水溶性离子(Cl^(−)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、Na^(+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+))进行分析研究,并利用PMF模型对其来源进行了定量解析.结果显示,SNA(NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-))在PM_(2.5)和PM_(10)的水溶性离子中年均占比分别达到63.96%和57.50%,表明大气中存在较高程度的气态前体物排放及大气光化学反应;其中NH_(4)^(+)冬季离子浓度和占比均为四季中最高,推测张掖市冬季存在较高的因取暖导致的非农业如电力、工业等化石燃料燃烧氨的排放;大气酸碱度分析表明大气中PM_(10)和PM_(2.5)均呈碱性,推测与较高水平的Mg^(2+)、Ca^(2+)、NH_(4)^(+)阳离子浓度相关;SOR和NOR值显示大气中SO_(2)和NO_(2)的二次氧化程度较高,同时也进一步表明一次排放是影响张掖市水溶性离子浓度水平的主控因素;NO_(3)^(-)与SO_(4)^(2-)浓度比值为均小于1,表明固定源相较于移动源对大气颗粒物中二次离子贡献更大.张掖市颗粒物中水溶性离子源解析结果显示,PM_(2.5):二次转化源(47.1%)>扬尘源(23.0%)>燃煤燃烧源(17.7%)>生物质燃烧源(12.2%);PM_(10):二次转化源(42.7%)>扬尘源(28.4%)>燃煤燃烧源(17.6%)>生物质燃烧源(11.3%).建议张掖市应首先加强工业点源前体物排放管控,进而加强各类扬尘源(主要包括建筑、道路、堆场和自然扬尘)、生物质燃烧源、燃煤源、机动车尾气源的管控,同时对PM_(2.5)和O_(3)的共同前体物(NO_(x)和VOCs)进行科学减排以达到PM_(2.5)和O_(3)的协同管控.

张掖市城区大气细颗粒物PM_(2.5)的化学组成及来源解析

为研究张掖市城区大气细颗粒物(PM_(2.5))的污染特征和来源,于2020年9月至2021年7月在张掖市城区的河西学院和湿地博物馆2个采样点进行了PM_(2.5)样品采集,对PM_(2.5)浓度、化学组成(水溶性无机离子、碳质组分和元素)和来源进行分析.结果表明,河西学院和湿地博物馆两个采样点的年均ρ(PM_(2.5))分别为(73.7±31.8)μg·m^(-3)和(68.1±33.3)μg·m^(-3),季节浓度均值均呈现春季>冬季>秋季>夏季的变化.河西学院采样点的二次水溶性无机离子(SO_(4)^(2-)、NO_(3)-和NH_(4)+)年均值高于湿地博物馆.河西学院采样点的ρ(OC)和ρ(EC)分别为(9.6±5.7)μg·m^(-3)和(2.9±1.6)μg·m^(-3),湿地博物馆采样点的年均ρ(OC)和ρ(EC)分别为(9.2±5.8)μg·m^(-3)和(2.5±1.3)μg·m^(-3),河西学院的含碳组分在各季节均高于湿地博物馆.河西学院和湿地博物馆两个采样点的年均二次有机碳(SOC)在OC中的质量分数分别为49.4%和43.7%,表明张掖市存在较为严重的二次污染.河西学院和湿地博物馆两个采样点的元素浓度年均值分别为(6.0±3.5)μg·m^(-3)和(5.8±3.9)μg·m^(-3),受到人为源的影响,Zn、Ca、Al和Fe等元素浓度水平相对较高.正定矩阵因子分解模型(PMF)结果表明,张掖城区PM_(2.5)的主要贡献源为二次气溶胶(28.0%)、交通源(25.8%)、扬尘源(15.2%)、燃煤源(14.0%)、生物质燃烧和垃圾焚烧源(12.5%)和工艺过程源(4.5%).

基于前体物多情景排放的兰州市2030年夏季臭氧预测

近年来,兰州市夏季臭氧污染问题日渐凸显,已成为影响当地环境空气质量达标的首要污染因子和制约环境空气质量持续改善的突出短板.解决臭氧污染问题需结合城市经济发展的实际情况定量评估前体物减排量并提出切实可行的减排对策,为环境管理的中长期规划提供科学依据.在2015年本地排放清单的基础上,通过情景分析法预测了兰州市2030年3种梯度城市发展与污染控制情景下臭氧的两类主要前体物氮氧化物(NO_(x))和挥发性有机物(VOCs)的排放量,利用WRF-Chem模型对不同情景下的2030年夏季臭氧污染程度进行了数值模拟,分析了臭氧浓度与生成敏感性的时空变化情况,并提出了兰州市臭氧前体物的总量控制参考和针对不同行政区的减排对策建议.结果表明,3种不同的城市发展与污染控制情景下兰州市2030年NO_(x)排放量为4.57×10^(4)~12.14×10^(4) t,VOCs排放量为5.30×10^(4)~7.69×10^(4) t,NO_(x)排放可通过调整能源结构,加强末端治理和限制机动车排放等措施有效减少;减排VOCs则需从工业源、生活源和移动源多方面同时入手,做好长期治理攻坚的准备.模拟结果显示,兰州市夏季中心城区臭氧浓度高,臭氧生成主要受VOCs控制,郊区浓度略低,受NO_(x)控制.2030年若将兰州市NO_(x)和VOCs的排放量限制在6.25×10^(4) t和5.81×10^(4) t,夏季臭氧1 h平均浓度将全部低于国家二级标准,若限制在4.57×10^(4) t和5.30×10^(4) t,可进一步削减夏季日间臭氧浓度的9.1%,更利于中心城区的臭氧浓度削峰.兰州市目前阶段应着重减排中心城区的VOCs和郊区的NO_(x),同时关注臭氧生成敏感性变化,加强各行政区间的联防联控.