【摘要】：氣溶膠污染是我國目前面臨的重大環(huán)境問題,已經(jīng)對廣大居民的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了一系列的重大影響。硝酸鹽是氣溶膠的重要組成成分,它的大量生成是導(dǎo)致嚴(yán)重灰霾的重要原因之一。為全面了解山東地區(qū)灰霾期間硝酸鹽氣溶膠的污染狀況,使用在線氣體組分及氣溶膠監(jiān)測系統(tǒng)(MARGA)等儀器在山東典型城市(濟(jì)南)和城市下風(fēng)向的農(nóng)村(德州禹城)地區(qū)進(jìn)行了大氣觀測實(shí)驗(yàn)。山東地區(qū)長期受到硝酸鹽氣溶膠污染的影響。濟(jì)南春季、秋季、冬季以及禹城夏季期間,PM2.5中NO3-的質(zhì)量濃度超過20gg/m3的時(shí)間分別占49.3%、37.6%、49.9%和40.4%,超過30μg/m3的時(shí)間分別占29.0%、27.0%、34.3%和25.9%,并且頻繁出現(xiàn)NO3-質(zhì)量濃度峰值超過60gg/m3的嚴(yán)重污染事件。值得關(guān)注的是,濟(jì)南和禹城實(shí)驗(yàn)期間所測得的NO3-與SO42-的質(zhì)量濃度比明顯高于近十年華北城市和農(nóng)村地區(qū)的比值,硝酸鹽氣溶膠污染已經(jīng)變得日益突出。而春季和秋季期間NO3-/SO42-值分別高達(dá)1.20和1.21,明顯高于冬季的1.05和夏季的0.78�；姻财陂g豐富的NH3可以中和絕大多數(shù)的HNO3,生成的硝酸鹽主要以硝酸銨形式存在。而在沙塵和清潔天氣中,NH3不能完全中和HNO3,一部分硝酸鹽以硝酸鈣和硝酸鎂等形式存在。春季、秋季和冬季期間,硝酸銨主要以顆粒態(tài)形式存在。夏季的中午和下午,硝酸銨主要以固態(tài)形式存在于懸浮顆粒中；而在夜間和上午,硝酸銨主要以離子形式存在于氣溶膠及小液滴的液相環(huán)境中。本文對硝酸鹽氣溶膠污染事件進(jìn)行了詳細(xì)的分析,研究了氣態(tài)氨在硝酸鹽生成過程中的作用。結(jié)果表明,氣態(tài)氨促進(jìn)硝酸鹽氣溶膠生成在山東地區(qū)春季、夏季、秋季和冬季都是一種普遍存在的大氣化學(xué)現(xiàn)象。大氣環(huán)境中豐富的氣態(tài)氨不僅可以促使硝酸鹽大量并快速地生成,進(jìn)而致使PM2.5的質(zhì)量濃度出現(xiàn)明顯的增長,最終導(dǎo)致灰霾的形成；還會引起NH4+對NO3-和SO42-的摩爾中和比出現(xiàn)明顯的升高。考慮到氣態(tài)氨在促進(jìn)硝酸鹽生成過程中的重要作用,控制農(nóng)業(yè)和城市地區(qū)氣態(tài)氨的排放將對減輕硝酸鹽氣溶膠污染具有重要的意義。利用實(shí)地觀測及化學(xué)穩(wěn)態(tài)模型相結(jié)合的方法,研究了夏季光化學(xué)污染對城市下風(fēng)向的農(nóng)村地區(qū)夜間硝酸鹽生成的影響。結(jié)果表明,N2O5在潮濕氣溶膠表面發(fā)生的非均相水解反應(yīng)不僅會導(dǎo)致PM2.5中硝酸鹽的快速生成,還會導(dǎo)致NH4+對N03-和SO42-的摩爾中和比出現(xiàn)明顯的下降。這種硝酸鹽生成途徑在夏季的夜間是普遍存在的,并且會明顯受到光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物臭氧的促進(jìn)作用�？紤]到臭氧在硝酸鹽生成過程中的重要作用,控制NOx和VOCs等臭氧前體物的排放將有利于減輕山東地區(qū)夏季硝酸鹽氣溶膠的污染。本次研究的意義在于研究了山東地區(qū)硝酸鹽氣溶膠的污染現(xiàn)狀,并對灰霾期間硝酸鹽氣溶膠的生成機(jī)制進(jìn)行了研究。這些都可以為日后深入解析硝酸鹽氣溶膠生成機(jī)制提供數(shù)據(jù)支持。
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２．１觀測時(shí)間和站點(diǎn)逡逑為研究山東地區(qū)灰桯期間二次硝酸鹽氣溶膠的生成機(jī)制，本研究先后在濟(jì)南逡逑市的城市站點(diǎn)和山東省德州市禹城市的農(nóng)村站點(diǎn)進(jìn)行了大氣觀測實(shí)驗(yàn)（如圖２－１逡逑所示）。觀測時(shí)間、地點(diǎn)、站點(diǎn)位置等列于表２－１中。逡逑產(chǎn)北京逡逑．＇，

本文編號：2552714