西安新颗粒物生成事件与PM_(2.5)污染形成关系

利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS,scanning mobility particle sizer,Model 3034)观测的2017年11月1—30日颗粒物粒径谱数据,给出西安9次新颗粒物生成(new particle formation,NPF)事件的统计特征,并结合3次PM_(2.5)污染过程,讨论NPF事件与西安PM_(2.5)污染的可能关系。结果表明:(1)NPF事件一般发生在中午到下午,新颗粒物生成后峰值粒径增长速率平均值为5.1±1.8 nm·h^(-1),凝结核模态颗粒物数浓度的最大净增长量(net maximum increase in nucleation mode particles number concentration,NMINP)平均值为0.63×10^(4)cm^(-3),NPF事件不仅增加了大气中凝结核模态颗粒物数浓度,还增加了爱根核模态和积聚模态颗粒物数浓度;NPF事件有67%存在粒径的持续增长,其中3次事件峰值粒径增长最为显著,最大值增长至175 nm附近。(2)NPF事件发生后,大气中PM_(2.5)质量浓度随颗粒物峰值粒径增大呈增高趋势。(3)3次NPF事件到PM_(2.5)污染过程中PM_(2.5)质量浓度与峰值粒径、积聚模态颗粒物数浓度和凝结汇均呈现指数正相关关系,当峰值粒径为100~120 nm时,PM_(2.5)质量浓度高于75μg·m^(-3),积聚模态颗粒物数浓度持续高于其他两个模态颗粒物数浓度,出现PM_(2.5)污染。

重污染和新粒子生成过程中城市大气颗粒物数谱分布演变过程

使用双电迁移性颗粒物粒径谱分析仪和空气动力学颗粒物粒径谱分析仪对北京城市大气颗粒物(3nm^10μm)数浓度谱分布进行长期观测.选取2006年春节期间出现的一次重污染事件和一次新粒子生成过程,对期间颗粒物数谱分布特征及演变过程进行分析.在重污染事件中3~10nm颗粒物(平均数浓度46cm?3)几乎在大气中消失,而新粒子生成事件中核模态颗粒物数浓度最高达到3.5×104cm?3.这种现象可以通过颗粒物的碰并汇和低挥发性气态前体物的凝结汇从颗粒物的汇和源两个角度进行解释:重污染事件中,3~10nm颗粒物的碰并汇为1.1×10?2~1.2×10?3s?1,显著高于新粒子生成过程(9.9×10?4~1.4×10?4s?1);在新粒子生成过程中,参与成核的低挥发性气态前体物的凝结汇为0.01s?1,显著低于重污染事件(0.13s?1).研究结果表明在分析极端大气环境中的颗粒物数谱分布时,除交通和气象因素外,碰并和凝结过程的影响也需要给予足够的重视.