长三角典型地区冬季气溶胶来源解析及粒径分布特征

摘要

本研究于2015年1月在长三角典型地区3个站点（南京、苏州和临安大气本底站）使用宽范围粒径谱仪(wPs)、KC-120H智能中流量采样器、污染气体监测系统(EMS)、离子色谱仪(万通850 professional IC)和热/光碳分析仪(DRI2001A)对气溶胶数浓度、PM2.5质量浓度、污染气体、水溶性离子、OC和EC质量浓度等气溶胶物理化学特征和相关污染物开展了外场观测实验，分析了冬季南京、苏州和临安大气本底站气溶胶的来源，并重点研究了临安大气本底站主导排放源颗粒物的粒径分布特征，以观测期间一次大风和静稳污染为例，探讨了不同污染天气溶胶的粒径谱和化学成分变化特征。 结果表明，长三角3个站点冬季PM2.5浓度及化学组分变化趋势一致，PM2.5来源相似，为二次生成源、燃煤、机动车排放、扬尘和生物质燃烧，苏州存在海盐气溶胶影响，各源贡献占比略有差异;二次生成源对3个站点气溶胶贡献最大，其次为机动车排放和燃煤。各污染源主导下气溶胶数浓度谱分布差异较大，二次生成、机动车排放、扬尘和生物质燃烧气溶胶数浓度谱为单峰型分布，燃煤颗粒物数浓度谱为双峰型分布，各主导排放源气溶胶表面积浓度谱均呈三峰型分布。不同排放源气溶胶颗粒物数浓度和表面积浓度日变化特征基本一致，多呈双峰型分布。 大风和静稳污染分析方面，21日下午为短时大风北方输入污染，气溶胶数浓度谱呈双峰分布，表面积浓度谱呈四峰分布;23～26日为静稳本地积累污染，数浓度谱呈单峰分布，表面积浓度谱为三峰分布。相对湿度及0.6-1μm的细颗粒物是静稳污染天能见度降低的主要原因;PM2.5和NO3-对大气消光作用明显;大风污染天的颗粒物主要来自中远距离传输和气粒转化，静稳污染天SO42-和NO3分别主要来自于非均相和均相反应，较强的大气氧化性致使静稳中期高浓度SOC生成。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景和意义

1．2国内外研究进展

1．2．1气溶胶来源解析

1．2．2气溶胶粒径分布及化学成分特征研究

1．3研究内容及目标

1．3．1主要研究内容

1．3．2研究目标

第二章实验与研究方法

2．1观测时间及观测站点

2．2仪器介绍

2．2．1气溶胶粒径谱观测仪器

2．2．2气溶胶质量浓度观测仪器

2．2．3水溶性离子及碳组分观测仪器

2．2．4污染气体观测仪器

2．3分析方法

2．3．1 PMF源解析模型

2．3．2后向轨迹模型

2．3．3权重轨迹分析

2．3．4 IMPROVE方法

第三章长三角典型地区冬季气溶胶来源解析

3．1天气形势与污染特征介绍

3．2 PMF源解析结果

3．2．1南京气溶胶来源解析

3．2．2苏州气溶胶来源解析

3．2．3临安本底站气溶胶来源解析

3．3本章小结

第四章冬季临安大气本底站主导排放源气溶胶粒径分布

4．1临安大气本底站气溶胶污染特征

4．1．1气溶胶数谱和表面积谱特征

4．1．2气溶胶数浓度日变化特征

4．2不同排放源下气溶胶数浓度谱和表面积浓度谱分布特征

4．3不同排放源下气溶胶数浓度和表面积浓度日变化特征

4．4本章小结

第五章不同污染天气溶胶粒径分布和化学成分变化特征

5．1大风、静稳期间气象要素、颗粒物污染特征

5．2不同污染天气溶胶粒径分布特征

5．3气溶胶粒径分布与大气能见度关系

5．4不同污染天颗粒物化学组分及消光贡献比较

5．5本章小结

6．1结论

6．2特色和创新

6．3展望

参考文献

作者介绍

致谢