昆明市PM_(2.5)中水溶性无机离子的化学特征及来源解析

为探究昆明市大气中水溶性无机离子的化学组分、季节差异及主要来源,本研究于2019年12月至2020年11月在云南大学进行PM_(2.5)样品采集,利用离子色谱仪分析样品中水溶性无机离子的质量浓度,并结合离子相关性分析、后向轨迹分析和主成分分析等方法,阐明了昆明市大气中PM_(2.5)及其水溶性无机离子的季节污染特征及来源.结果表明,采样期间各季节总水溶性无机离子浓度均值排序为春季((5.6±2.2)μg·m^(−3))>冬季((5.5±2.6)μg·m^(−3))>秋季((4.3±2.8)μg·m^(−3))>夏季((3.6±2.2)μg·m^(−3)),水溶性无机离子年质量浓度的均值从大到小为SO_(4)^(2−)>Ca^(2+)>NO_(3)^(−)>NH_(4)^(+)>K^(+)>Cl^(−)>Na^(+)>Mg^(2+)>F^(−),其中SO_(4)^(2−)、Ca^(2+)、NO_(3)^(−)和NH_(4)^(+)是主要的水溶性无机离子.Ca^(2+)主要源于土壤粉尘,其他三者由前体物(SO_(2)、NO_(x)和NH_(3))二次转化生成,主要受化石燃料燃烧排放影响.SOR和NOR全年均值分别为0.20和0.02,表明在相同的环境里,SO_(2)二次转化为SO_(4)^(2−)的过程更易发生,且在秋季转化速率最大(SOR=0.23).SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)和NH_(4)^(+)在秋季主要以NH_(4)NO_(3)和(NH_(4))_(2)SO_(4)的形式存在,其他三季则以NH_(4)HSO_(4)和NH_(4)NO_(3)的形式存在.昆明市大气PM_(2.5)中水溶性无机离子在冬、秋和春季一致,主要来自二次源和生物质燃烧源,其次是工业源和土壤尘,而夏季则主要来自机动车尾气、生物质燃烧源和土壤尘.除本地排放的影响外,冬季和夏季受到来自缅甸、老挝和贵州污染气团的影响,春季污染气团来自缅甸、云南本地和贵州,而秋季则受到云南东部和南部地区的气团输送影响.

南京夏季大气臭氧光化学特征与敏感性分析

对流层臭氧(O_(3))主要由氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)经过一系列光化学反应生成,反应过程呈现复杂的非线性关系.为深入了解O_(3)的光化学特征及生成机制,利用2018年夏季大气O_(3)与VOCs的观测数据,结合大气零维框架模拟模型F0AM-MCM,研究O_(3)超标日和非O_(3)超标日的O_(3)光化学特征之间的差异性.观测结果表明,O_(3)超标日期间φ(O_(3))和φ(TVOCs)的平均值分别为47.8×10^(-9)和49.0×10^(-9),为非O_(3)超标日期间O_(3)(26×10^(-9))和TVOCs(30×10^(-9))体积分数的1.8倍和1.6倍.使用F0AM模型,借助EKMA曲线和RIR分析等识别O_(3)敏感性,发现南京市O_(3)超标日和非O_(3)超标日O_(3)的形成均主要受VOCs和NOx的协同控制.F0AM-MCM模拟结果表明,在O_(3)超标日,·OH和HO_(2)的日平均混合比分别是非O_(3)超标日的1.3倍和1.8倍,表明O_(3)超标日期间具有更强的大气氧化能力,且·OH和HO_(2)的形成和损失速率也有明显的增加,表明自由基循环的增强.此外,O_(3)超标日的O_(3)生成速率明显高于非O_(3)超标日,从而导致了O_(3)超标日的O_(3)净生成速率明显高于非O_(3)超标日.以上发现提高了对南京夏季O_(3)超标日大气O_(3)光化学特征的认识.

机动车尾气碳质气溶胶排放因子及其稳定碳同位素特征

机动车尾气是大气碳质气溶胶的重要人为来源,其排放因子与稳定碳同位素组成是重要的基础数据.选取多辆不同类型在用机动车,进行多种工况、冷/热条件下启动的台架试验,收集各测试阶段尾气分析其碳质组分含量与稳定碳同位素比值,并探讨其影响因素.结果表明,总碳排放因子大小为:重型柴油车>轻型柴油车>轻型汽油车,轻型天然气车虽然在低速与中速阶段排放因子极低,但高速行驶阶段可达到重型柴油车的排放水平.各型车冷启动的排放因子均高于热启动,NEDC工况的排放因子整体低于WLTC工况,应与其测试车速有关.汽油车和天然气车各测试阶段排放有机碳(OC)均远高于元素碳(EC),柴油车OC与EC排放因子相近,各类车辆OC/EC都随测试车速的提高而上升.稳定碳同位素EC重于OC,同位素比值大小关系均呈现:汽油车<天然气车<轻型柴油车<重型柴油车,现有源解析的稳定碳同位素源谱较难反映汽油车与天然气车特征.在排放治理与源解析工作中,应注意替代燃料的使用与机动车老化过程所造成的排放因子与同位素特征值的变化影响.