邯郸市大气污染特征及冬季PM2.5来源分析

摘要

本文利用一年的监测数据，对比分析了2012年9月-2013年8月各季度PM（PM2.5和PM10）污染状况，得出PM2.5的大小顺序依次是冬季＞秋季＞夏季＞春季，PM10则是冬季＞秋季＞春季＞夏季。秋、冬季两季颗粒物污染严重，粗颗粒物春季大于夏季，这可能与春季大风扬尘有关。使用MM5-CMAQ的模拟污染比较严重的秋季和冬季，发现PM在河北南部高浓度区域呈带状分布。利用2012年12月1日-2013年1月31日的PM10、PM2.5、SO2和NOx在线监测数据，并结合能见度、湿度数据分析重污染过程。结果表明，在监测时段内，SO2、 NOx、 PM10和PM2.5均超过新颁布的环境空气质量二级标准。重污染物过程分析结果显示，污染峰值附近几天内PM10、 PM2.5的时均浓度变化呈无明显规律特征。 分时段着重对2013年1月的重污染过程进行了分析探究，2013年1月1-13日，PM2.5采样日均质量浓度的平均值是217.7μg·m-3，明显高于14-31日的139.5μg·m-3。1-13日，硫酸根、硝酸根和铵根三者在PM2.5占23.3％，明显低于14-31日的58.6％，说明重污染过程的前期，PM2.5中拥有更低比例的水溶性离子。1-13日，OC和EC日均质量浓度的均值分别为38.6μg·m-3和20.1μg·m-3，而在14-31日，其值分别为26.1μg·m-3和11.6μg·m-3，可见重污染过程的前期PM2.5中拥有更高浓度的OC和EC，此现象与水溶性离子相反。 PMF模型模拟得到2012年12月-2013年1月的PM2.5日均值为149.0μg·m-3，稍低于采样得到的160.1μg·m-3。通过用PMF模型分析共得到8个主要因子与PM2.5的来源有关，分别是燃煤源、工业源、Ba，Mn和Zn源、K+，As和V源、二次源、机动车源、道路扬尘源和重油燃烧源，分别贡献了25.9％，21.8％，16.2％，12.7％，6.9％，7.7％，6.3％和2.5％的PM2.5。2012年12月-2013年1月，该段时间的消光系数的日均值为682.1 Mm-1。其中硫酸铵贡献为221.0 Mm-1，占总消光系数的32.4％;其次分别为EC的24.9％，硝酸铵的22.8％和OC的21.6％。 应用MM5-CMAQ模型评估部门源对二次无机离子的贡献。石家庄农业源对二次无机离子贡献更多，对SO42-，NO3-和NH4+三种离子的贡献值达10μg·m-3。而在邮郸和邢台，对SO42-，NO3-和NH4+三种离子的贡献值约5μg·m-3。在邯郸，工业源贡献了最多的SO42-，其次是民用源、交通源和电厂源。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状、内容、技术路线和方法

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 研究技术路线

1．3 研究成果及创新点

1．3．1 研究得出的主要成果

1．3．2 研究的创新点

1．4 研究内容

1．5 本章小结

第2章 实验与方法

2．1 监测站及采样点

2．2 监测设备和采样设备

2．3 颗粒物PM2．5化学成分的测定方法

2．3．1 离子分析

2．3．2 碳分析

2．3．3 元素分析

2．4 PMF理论简述

2．5 模拟区域

2．6 质量控制和质量保证(QC／QA)

2．6．1 监测、称量和采样

2．6．2 离子分析和碳分析

2．7 本章小结

第3章 邯郸市大气颗粒物各季度污染特征

3．1 PM10、PM2．5浓度水平及污染特征

3．2 PM10、PM2．5季节时均浓度

3．3 PM10、PM2．5特殊天气的污染特征

3．4 PM10、PM2．5在整个河北南部的污染特征

3．5 本章小结

第4章 2013年1月邯郸市严重霾天气的污染特征分析

4．1 PM10、PM2．5、SO2和NOx浓度水平及污染特征

4．2 重污染过程分析

4．3 重污染过程的PM2．5／PM10

4．4 重污染过程PM2．5、PM10与能见度的关系

4．5 判断颗粒物的来源

4．6 本章小结

第5章 邯郸市冬季PM2．5主要成分及来源分析

5．1 PM2．5中的化学成分

5．1．1 PM2．5中化学成分汇总

5．1．2 PM2．5中的水溶性离子

5．1．3 OC与EC

5．1．4 PM2．5中的元素

5．2 PMF模型的结果讨论

5．3 PM2．5中化学组分对消光系数的影响

5．4 定量估算区域贡献率和局地贡献率

5．4．1 方法学的建立

5．4．2 计算方法

5．4．3 定量估算的结果

5．5 本章小结

第6章 邯郸市冬季PM2．5中二次无机离子的来源分析

6．1 模拟评估

6．2 PM2．5及二次离子在河北南部的污染特征

6．3 二次离子与污染源的关系

6．4 不同时期二次离子的来源

6．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位发表的论文