呼包鄂地区沙尘期间大气污染特征研究

摘要

为研究沙尘天气下典型大气污染特征,选择呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市(简称“呼包鄂地区”)为研究对象,分析了呼包鄂地区2016年春季3月1日-5月31日的PM10与PM2.5数据,利用CMB(化学质量平衡)受体模型、后向轨迹模型研究了呼包鄂地区污染源的特征,通过富集因子法评估了人类活动对沙尘天气的影响,最终通过特征比值法对沙尘天气与非沙尘天气进行了区分.结果表明:①沙尘天气与非沙尘天气时,呼包鄂地区PM10、PM2.5中主要化学组分均为Si、Ca、Al、Fe、OC、SO4^2-与NO^3-.沙尘天气时,ρ(PM10)与ρ(PM2.5)的差值大于非沙尘天气,较高的ρ(Al)、ρ(Si)、ρ(Ca)说明呼包鄂地区受到较大的沙尘天气影响.②CMB受体模型源解析结果表明,沙尘天气时扬尘源对PM10与PM2.5的贡献率分别为59.3%、48.7%,说明PM 10和PM2.5的主要污染源均为扬尘源.后向轨迹模式模拟表明,呼包鄂地区的沙尘主要来自其西北部地区.③元素Na、K、Mg的EF(富集因子)在PM10与PM2.5中均大于1.0,Si、Cu的EF在PM2.5中均大于1.0,但在PM10中小于或等于1.0;依据EF表征级别,自然因素对PM2.5和PM 10的影响程度均较大,并且PM2.5受人类活动影响的程度大于PM10.通过特征比值发现,ρ(Si)/ρ(Al)大于1.7且ρ(Si)/ρ(Fe)大于2.2可作为呼包鄂地区典型沙尘天气的界定.研究显示,呼包鄂地区春季受到较大程度的沙尘影响,这些沙尘主要来自其西北部地区,通过特征比值法可以对呼包鄂地区沙尘天气进行界定.