宁波市不同粒径颗粒物中无机离子污染特征研究

细颗粒物(PM2.5)对气候、空气质量和人体健康具有显著影响,水溶性无机离子是PM2.5主要成分。在2018-01-24至2018-02-20期间,宁波地区经历了一系列低温和PM2.5浓度较高的天气过程,利用在线离子色谱(MARGA)和颗粒物化学组分监测仪(ACSM)监测宁波气溶胶的无机离子,研究了PM2.5和亚微米细颗粒物(PM1.0)中硫酸根(SO4^2−)、硝酸根(NO3^−)和铵根(NH4^+)(三者统称为SNA)的变化特征。结果表明,SNA的质量浓度均与PM2.5有明显正相关;随PM2.5质量浓度的增加,SO4^2−当量浓度(摩尔浓度×所带电荷数)百分比呈现减少趋势,而NO3^−百分比呈现增加趋势;NH4^+百分比未呈现明显变化趋势;NH4^+主要分布在1.0μm以下粒径的颗粒物中,SO4^2−主要分布在1.0~2.5μm的粒径的颗粒物中;PM2.5中NH4+当量浓度百分比低于PM1.0。0~1.0μm粒径段的颗粒物中NH4^+可以完全中和SO4^2−和NO3^−,形成硫酸铵和硝酸铵,还可形成其他形态的铵盐;1.0~2.5μm粒径段的颗粒物中NH4^+不能完全中和SO4^2−及NO3^−,NH4^+当量浓度低于SO42−和NO3−两者当量浓度之和,SNA主要以硝酸铵和硫酸铵形式存在,还存在其他形态的硝酸盐或硫酸盐。本次工作通过对PM2.5和PM1.0中SNA存在形式及其在不同粒径中主导成分的研究,为宁波市大气污染特征的了解提供科学依据。

冬季德州市大气颗粒物消光与化学组成关系研究

为了深入探究华北地区冬季大气颗粒物的消光特性和化学组分之间的关系,本研究于2017年11月—2018年1月在山东省德州市平原县对大气颗粒物消光和化学组成进行了连续在线观测.运用多元线性回归方法和MIE散射模型定量分析了颗粒物各化学组成对颗粒物消光的贡献,进一步地,利用高分辨飞行时间气溶胶质谱(HR-ToF-AMS)结合正矩阵因子解析模型(PMF)得出二次气溶胶(OOA)、生物质燃烧有机气溶胶(BBOA)、还原性气溶胶(HOA)、燃煤燃烧排放的有机气溶胶(CCOA)的浓度,并进一步结合线性回归模型得到OOA、BBOA、HOA、CCOA对消光的贡献.结果显示元素碳(EC)是颗粒物吸光的最主要贡献者, OOA、BBOA和CCOA对颗粒物吸光也具有一定贡献,这主要是由于二次生成和一次排放的棕色碳的吸光造成的.颗粒物各组分与散射关系的分析结果表明,有机物对颗粒物散射影响最大,其中OOA的散射截面最大,对颗粒物散射的贡献也最高,可以占到总散射的53.4%.颗粒物中有机物对大气总消光的贡献可达75.5%,其中OOA、BBOA、CCOA和HOA对总消光的贡献分别为47.8%、14.7%、9.0%、4.0%. Mie散射的结果与多元回归结果比较一致,但部分时间段偏差较大,因此在不同的研究中应根据不同情况选择研究方法.

基于硫氮转化的PM_(2.5)生成特征初步研究

为研究太原盆地相关地区氮硫转化对PM_(2.5)生成的影响,该研究在2019年10月1日至11月9日于太原盆地南段某城市使用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)对当地空气质量进行了观测,研究结果表明:采样期PM_(2.5)、SO_(2)、NO_(2)平均浓度分别为76.40μg/m^(3)、40.80μg/m^(3)、56.03μg/m^(3),污染天SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)和NH^(+)_(4)(统称SNA)在颗粒物中占比显著高于清洁天。随着颗粒物浓度的上升,NO_(2)/SO_(2)呈降低趋势,NO^(-)_(3)/SO^(2-)_(4)呈现出先升后降,说明污染前期NO^(-)_(3)转化占主导地位,而后期SO^(2-)_(4)转化起着重要作用。采样期间较高的湿度和NH^(+)_(4)浓度均有利于二次转化,当湿度大于80%时,硫的转化占主导。该研究可为太原盆地相关城市PM_(2.5)污染防治工作提供参考。

临汾盆地一次持续性重污染天气过程分析

该文研究了2018年12月临汾盆地一次持续性重污染天气过程,重点分析了重污染天气气象成因和污染物积累传输特征。重污染期间临汾市高层为平直偏西环流,低层为西南气流,冷空气势力较弱,湿度较大,风力较小,有利于静稳天气形成。08时在900 hPa到850 hPa上有逆温层出现,有利于近地层污染颗粒物的堆积和水汽积聚。地面市区相对湿度适中50%~70%、风速均<2 m/s、偏南风频率为53%,有利于将南部的污染物输送到市区。此次重污染天气过程包括几轮污染物积累-达到峰值-逐渐扩散的过程,整体主要受本地污染物积累的影响,期间在16日、17日、19日和21日凌晨左右的时段,在风力作用下存在浮尘传输、沉降过程。燃煤和机动车排放源等一次排放源的累积导致了前期污染发生,二次源是污染后期的主要贡献源类。

南通市一次典型沙尘污染过程分析

根据南通市大气超级站的观测结果和气象因素,对南通市2019年10月29日—11月2日一次典型沙尘污染过程、颗粒物化学组分、颗粒物消光和退偏进行分析。结果表明,在沙尘影响期间,PM10小时峰值达311μg/m^3,ρ(Ca^2+)较污染前上升了7.4倍;在沙尘颗粒物碱性环境条件下,二次组分OM和NO3^-的快速生成,浓度分别较污染前上升了96.6%和34.0%;ρ(NO3^-)/ρ(SO4^2-)污染中(2.5)高于污染前(1.7),ρ(EC)/ρ(PM2.5)污染中(4.2%)高于污染前(3.6%),受到明显的沙尘传输影响,而移动源排放也有一定贡献,在本地地面气压场较弱情况下,导致沙尘污染过程长时间持续。

珠三角秋季硝酸盐气溶胶致霾污染的区域性特征

为研究珠三角地区大气霾污染特征和形成机制,于2014年秋季在区域内三个典型观测站同步开展了细颗粒物外场观测。结果表明,三个站点大气细颗粒物及其化学组分质量浓度的时间变化趋势高度一致,呈现出区域性特征。结合气象因素分析,发现珠三角区域霾污染的形成受到中尺度的静态天气形势的影响。随着霾污染过程的发展,细颗粒物中硝酸盐的比例显著增加,移动源的贡献较大。结合后向气流轨迹和卫星火点分布,证实区域内的生物质燃烧会加剧大气霾污染的强度。为进一步改善珠三角的空气质量,建议在区域尺度上实施联防联控的减排方案。

河北香河亚微米气溶胶组分特性、来源及其演变规律分析

霾的形成发展与细颗粒物化学组分变化紧密相关.本文利用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)、黑碳仪等对河北香河夏季亚微米气溶胶(PM1)化学组分、来源及其演变规律进行详细分析.结果表明,PM1平均占到PM2.5的约71%,PM1主要分布在20~80μg·m-3间;观测期间有显著的秸秆燃烧事件,秸秆燃烧时段PM1质量浓度显著升高,其中有机物质量分数迅速升高,平均约占到47%;秸秆燃烧使得大气气溶胶由弱碱性转变为弱酸性;整个观测期间,正交矩阵因子分解法(PMF)共识别出4类有机气溶胶,分别为两种一次有机气溶胶(类烃类有机气溶胶和生物质燃烧有机气溶胶)和两种二次有机气溶胶(低挥发、高氧化性的有机气溶胶和低氧化、半挥发性的有机气溶胶),有机气溶胶氧化程度较高.其中二次有机气溶胶的贡献远大于一次有机气溶胶,平均占到有机物的~69%,而去除秸秆燃烧时段后PMF结果中未解析出生物质燃烧有机气溶胶.