南京地区霾天气及其污染特征分析

摘要

本文利用南京站和江浦、六合、溧水、江宁、高淳等5个南京郊区气象观测站1961～2006年地面气象观测资料，对南京地区霾天气的气候特征、气象要素特征及其成因进行了分析，结果表明，南京站46年来年霾日数呈明显上升趋势，6站霾天气均是冬季最多、夏季最少。静小风、较高相对湿度有利于霾天出现。霾天气的增加可能是由总悬浮颗粒物(TSP)，尤其是细颗粒物的增加导致的。又利用南京市2002～2006年大气环境监测资料，分析了南京市大气中SO2、NO2、PM10变化规律。结果表明：5年来，SO2浓度呈显著上升趋势，NO2浓度缓慢上升，PM10浓度明显下降，PM10是南京市的首要污染物。3种污染物浓度均以夏季最低。污染物浓度与风速反相关，且东南风下浓度最高；降水对污染物有清除作用；雾、霾等天气下污染加剧。气象能见度与PM10、NO2的质量浓度呈反相关。污染物浓度值周末较低，有明显的“周末效应”。 为进一步了解南京大气细粒子的污染水平和污染特征，在南京市中心南大校区和北郊南京信息工程大学校内进行了连续1年、每季度5天的同步采样。用称重法、离子色谱法和电感耦合等离子色谱法分别测得细颗粒物的质量浓度、水溶性离子和元素组成。结果表明南京地区PM2.1污染比较严重，水溶性离子是细粒子的重要的组分，所测6种离子质量浓度总和分别占市区和北郊PM2.1质量的46.99％、42.32％。PM2.1中的阴离子最高浓度都出现在冬季。NH4+与SO42-的相关性好，可能主要以(CH4)2SO4形式存在。温度对SOR(SO2转化率)和NOR(NOx的转化率)的影响显著，温度升高SOR值增大而NOR显著减小。通过得NO3-/SO42-的质量比<1，南京市SO2和NOx主要来自于固定源(如煤的燃烧)。分析细颗粒物中元素含量和富集因子结果表明，Pb、As、Zn、Hg、Cu、Cr、Ni元素人为污染较为明显，且北郊的污染重于市区。比较PM2.1和PM3.3，从离子成分来看，SO42-、NH4+在PM2.1中占据绝对优势，F-、Cl-、NO2-、NO3-等则在PM2.1中质量比重较小。从元素组成来看，Pb、Zn在PM2.1的细粒子中含量显著，Ca、Mg、Na等则在粗粒子富集。

目录

文摘

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声明

第一章引言

§1.1研究意义

§1.2研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

§1.3研究内容

第二章南京地区霾天气特征分析

§2.1资料来源和分析方法

2.1.1资料来源

2.1.2平均值滑动平均

2.1.3线性倾向估计

§2.2霾的气候特征及统计规律

2.2.1霾的月、季变化及成因

2.2.2霾的年际变化及成因

2.2.3霾持续日数

2.2.4霾与雾、轻雾的相互转换

§2.3气象因子对霾的影响

2.3.1日均风速的影响

3.3.2相对湿度对霾的影响

§2.4南京地区霾的细颗粒物污染本质

§2.5本章小结

第三章南京地区空气污染物浓度变化及其与气象条件的关系分析

§3.1资料来源

§3.2南京市市区污染物的年、月变化及环境空气质量状况

3.2.1 SO2、NO2、PM10浓度的年际变化特征

3.2.2 SO2、NO2、PM10的月、季变化特征

3.2.3南京市区环境空气质量评价

§3.3污染物浓度的空间分布

§3.4影响空气污染物散布的因子

3.4.1风场对污染物的影响

3.4.2降水对污染物的影响

3.4.3霾、雾天气与污染物浓度的关系

3.4.4大气污染对气象条件的反作用——对气象能见度的影响

§3.5 SO2、NO2、PM10的“周末效应”

§3.6本章结论

第四章南京市大气细颗粒物中的化学成分分析

§4.1实验部分

4.1.1主要仪器与试剂

4.1.2采样

4.1.3水溶性离子成分的提取和分析

4.1.4元素的测定

§4.2南京市PM2.1质量浓度水平分析

§4.3 PM2.1中的离子分析

4.3.1 PM2.1中的离子的浓度水平和空间变化特征

4.3.2 PM2.1中的离子的季节变化

4.3.3 PM2.1中离子的相关性

4.3.4 PM2.1中二次气溶胶离子SO42-和NO3-

4.3.5 PM2.1/PM3.3中离子分布

§4.4大气细颗粒物中元素含量分析

4.4.1颗粒物元素质量浓度与元素富集因子

4.4.2 PM2.1/PM3.3中元素分布

4.4.3与2003年元素浓度比较

§4.5本章小结

第五章研究结论、创新点与展望

§5.1主要结论

§5.2本文特色和主要创新点

§5.3展望

参考文献

致谢