广西北海涠洲岛大气颗粒物理化特征研究

摘要

为探究我国西南地区大气颗粒物和气态污染物背景浓度、变化特征、区域间可能存在的污染物跨界输送以及春季南亚生物质燃烧对我国大气环境的潜在影响，于2015年3月中旬至4月中旬在我国广西北海涠洲岛展开了40天的大气环境综合观测实验，用2台RP2025i颗粒物采样器采集PM2.5样品，并对PM2.5中的离子组分、总水溶性有机碳、元素、糖等化学组分进行了分析。同时，用粒物粒径谱仪、在线检测设备及气象站，获得了0.5-20μm颗粒物数浓度粒径分布、颗粒物（PM1、PM2.5、PM10）和气体（SO2、NOx、NO、NO2、CO、O3）在线监测结果，以及气象数据。
　　运用统计学方法分析了春季涠洲岛大气颗粒物数浓度谱和质量浓度分布特征、气态污染物浓度变化特征，探究了气象因素对颗粒物数浓度和气态污染物的影响。利用后向轨迹模式分析了500米以上高空气流输送轨迹，并聚类方法分析不同方向输送对涠洲岛大气颗粒物数浓度及气态污染物浓度特征的影响。运用离子色谱法、电感耦合等离子体发射光谱发等化学检测方法分别测定了PM2.5组分中水溶性离子、水溶性有机碳、糖类、元素等组分，综合分析各化学浓度变化特征，重点分析了受生物质燃烧影响的示踪物质的浓度变化与生物质燃烧输送的关系。
　　结果表明：PM1质量浓度占PM10总质量浓度的49％，PM2.5质量浓度占PM10的82%。1μm以下大气细颗粒物占总颗粒物（0.5-20μm）数浓度的90%以上，颗粒物数浓度与气象因素间的相关性较弱。涠洲岛大气环境受四个方向气，其频率由高到低依次为西南、正东、正南和东北。来自东北方向大陆的气团污染较为严重，含有相对较高的SO2和氮氧化物，主要受工业源排放影响；来自正东方向的气团主要是O3污染，其主要来自大陆输送的VOCs产生，同时缺乏还原性物质消耗所致；来自西南方向气团的 NO明显高于其它方向气团，受港口和航行船只排放影响；来自正南方向的气团较为干净，对大气气态污染物有清除作用。大气PM2.5中水溶性离子、总水溶性有机碳、糖类组分浓度分别为16.0μg/m3、3.3μg/m3、0.4μg/m3。生物质燃烧示踪物左旋葡聚糖浓度0.3μg/m3，占总糖类组分质量浓度90%以上，TWSOC浓度在PM2.5中的占比高于本文中参比其它地区，生物质和化石燃料燃烧排放的大气污染物对涠洲岛春季大气颗粒物浓度水平和组分贡献较大。来自大陆沿岸的工业排放和东南亚生物质和化石燃料燃烧排放是影响北部湾大气颗粒物组分的重要潜在源。

目录

第一章 绪论

1.1立题背景及依据

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

1.4研究目的和意义

1.5技术路线

第二章 样品采集及实验方案

2.1观测站点介绍

2.2在线数据采集

2.3化学组分分析

2.4后向轨迹模拟分析

第三章 涠洲岛大气颗粒物浓度特征及影响因素分析

3.1涠洲岛大气颗粒物浓度特征

3.2后向轨迹模拟分析高空气流输送影响

3.3气象因素对颗粒物数浓度谱和气态污染物影响

3.4本章小结

第四 章涠洲岛大气PM2.5化学组分特征

4.1水溶性离子

4.2糖类化合物

4.3水溶性有机碳

4.4元素

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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