【摘要】：為研究北京市大氣顆粒物與水溶性離子的粒徑分布特征、質(zhì)量濃度變化趨勢及污染來源,于2016年1月至12月在中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣光化學(xué)煙霧箱樓頂用八級顆粒物撞擊采樣器采集大氣顆粒物樣品,并利用離子色譜測定不同粒徑顆粒物中的水溶性離子,同時(shí)用環(huán)境空氣常規(guī)污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)同步獲得全年的污染物(SO_2、O_3、NO_x、CO、PM_(2.5)、NH_3)濃度數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采樣期間北京市PM_(2.5)年均值為79.36μg·m~(-3),呈現(xiàn)出較為顯著的季節(jié)性變化。細(xì)顆粒物濃度高值出現(xiàn)時(shí)往往對應(yīng)著不利的氣象條件,同時(shí)NOx和SO_2濃度較高。后向軌跡聚類分析表明,冬季細(xì)顆粒物濃度主要受來自山西、陜西的正西方向的污染氣團(tuán)影響;春、秋季節(jié),主要受京津冀區(qū)域內(nèi)部短距離傳輸氣團(tuán)的影響;夏季氣團(tuán)較為清潔。清潔、輕度污染、中度污染和重度污染4個(gè)等級的顆粒物粒徑分布特征均成雙峰分布,峰值出現(xiàn)在0.7-2.1μm與9.0μm粒徑段,并且隨著污染程度的加重,細(xì)顆粒物濃度逐漸增加,在重度污染時(shí),1.1-2.1μm粒徑段顆粒物占主導(dǎo)地位。細(xì)顆粒物(PM_(2.1))中的水溶性離子在4個(gè)等級下的濃度分別為32.52μg·m~(-3)、62.31μg·m~(-3)、137.62μg·m~(-3)、175.29μg·m~(-3),占顆粒物總水溶性離子濃度的59.63%、63.33%、74.09%和72.20%。輕度、中度、重度3種污染條件下PM_(2.1)中NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+3種二次離子濃度之和占PM_(2.1)中總水溶性離子濃度之和的百分比分別為37.71%-52.64%、17.96%-28.47%和14.82%-17.97%,粗顆粒物(PM_(2.1-9))中NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)是主要的水溶性離子,三者之和占PM_(2.1-9)中總水溶性離子的百分含量依次為26.53%-38.46%、10.61%-28.83%和1.66%-19.31%。根據(jù)不同污染等級下粒徑分布特征的變化規(guī)律,水溶性離子大致可分為3類:NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、K~+4種離子呈單峰分布,集中在積聚模態(tài),在1.1-2.1μm處出現(xiàn)峰值;Cl~-和Na~+主要集中在積聚模態(tài),在重度污染情況下呈現(xiàn)雙峰分布,峰值出現(xiàn)在1.1-2.1μm、5.8-9.0μm粒徑段;第三類離子主要集中在粗模態(tài),包括Ca~(2+)、Mg~(2+)。在輕度、中度和重度3種污染等級,細(xì)顆粒物中NO_3~-/SO_4~(2-)的比值分別為1.32、2.52和1.60,均大于1,表明北京市受流動(dòng)源的影響較大,特別是在中度污染下需更加關(guān)注機(jī)動(dòng)車排放的影響,在重度污染時(shí)固定源的影響相對增加。在3個(gè)污染等級下PM_(2.1)均呈現(xiàn)酸性,說明NH_4~+的含量不足以完全中和細(xì)顆粒物中的NO_3~-和SO_4~(2-)。在重度污染時(shí)由于NH_4~+的含量增加顯著,酸性相對降低,并且Cl~-的中和作用凸顯,有更多的離子發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng),沙塵和采暖季節(jié)燃煤的影響較為顯著。在二次轉(zhuǎn)化過程中,相對濕度的變化至關(guān)重要,特別是NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+3種離子的形成極易受到相對濕度影響。不同粒徑的分布特征與顆粒物的吸濕增長密切相關(guān),在50%-70%的相對濕度條件可促進(jìn)細(xì)顆粒物中硫酸鹽和硝酸鹽的二次形成,顆粒物中的水分含量增長倍數(shù)顯著。重污染事件形成的原因與季節(jié)的變化有一定關(guān)系,但由于污染來源,以及到達(dá)采樣點(diǎn)的氣團(tuán)傳輸路徑與攜帶污染物質(zhì)的濃度均不同,各重污染過程有各自不同的特點(diǎn),其中2016年3月3日的重污染過程中,生物質(zhì)燃燒是此次污染的成因之一;3月16日的污染過程受汽車尾氣污染的影響最為嚴(yán)重;11月26日的重污染主要是沙塵傳輸?shù)挠绊?12月31日,燃煤的影響是此次污染過程的主要成因,同時(shí)生物質(zhì)燃燒也造成了一定的影響。北京市采樣點(diǎn)周邊區(qū)域和河北與山東省交界區(qū)域?yàn)橹匚廴具^程中細(xì)顆粒物的潛在污染源。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X513
【圖文】：

40.03°N、116.39°E)，距地面高度約為 10m，位于北五環(huán)外，為市郊站點(diǎn)，周邊無明顯大氣污染物排放源，采樣點(diǎn)西面 500m 處有 1 條南北方向的干道，南面 100m處為一條東西方向的交通次干道(圖 2.1)。東、北兩方向?yàn)榫用駱�，為商住交通混合區(qū)。本次實(shí)驗(yàn)采樣儀器為美國 BGI/TISCH 公司生產(chǎn)的八級顆粒物撞擊采樣器，用于大氣中的顆粒物分級采集，分析顆粒物和化學(xué)組分的質(zhì)量濃度和粒徑分布。撞擊采樣器根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)，不同空氣動(dòng)力學(xué)粒徑的氣溶膠粒子被分離并采集到各級采樣膜上，膜片用于重量和顆粒物成分分析。采樣器根據(jù)粒徑段分為八級，分別為<0.4、0.4-0.7、0.7-1.1、1.1-2.1、2.1-3.3、3.3-4.7、4.7-5.8、5.8-9.0 和>9.0μm(表 2.1)，流量設(shè)定為 28.3L/min，并于每次采樣前后檢查流量值與穩(wěn)定情況。采樣時(shí)間為 2016 年 1 月至 2016 年 12 月。每次采樣時(shí)間為 48h，每月上中下旬各采樣一次，共得到 36 組樣品，每次采樣同時(shí)采集一組空白樣品。

圖 3.2 不同季節(jié)后向軌跡簇分析表 3.2 污染物后向軌跡聚類分析季節(jié) 氣團(tuán)方向 PM2.5NO NO2NOxSO2CO O3春西北（53.3%） 79.26 12.72 25.07 37.82 2.37 3.29 17.19西南（27.2%） 87.25 6.74 32.28 39.03 2.40 3.49 17.76東南（9.8%） 108.25 17.63 31.91 49.54 3.68 3.35 18.50東北（9.8%） 184.21 72.42 42.97 115.43 12.67 4.49 7.68夏西南（25.3%） 70.56 3.02 15.59 15.59 0.85 1.95 33.5正北（22.0%） 28.02 4.8 21.15 21.15 0.65 2.08 19.46正南（20.8%） 57.27 3.89 20.37 20.37 1.44 1.99 34.57西北（18.7%） 53.98 8.5 25.64 115.43 0.64 1.88 21.94東南（13.2%） 72.12 4.89 24.77 24.77 0.93 2.09 19.48秋西北（76.7%） 101.76 63.36 63.36 100.26 4.33 4.33 6.44西南（13.3%） 125.37 43.08 43.08 80.8 4.19 4.19 4.91正東（10.0） 113.28 55.82 55.82 88.4 4.55 4.55 7.03

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃玉虎;李媚;曲松;閆靜;孫雪松;潘濤;;北京城區(qū)PM_(2.5)不同組分構(gòu)成特征及其對大氣消光系數(shù)的貢獻(xiàn)[J];環(huán)境科學(xué)研究;2015年08期

2 劉嚴(yán)萍;王勇;李江波;;北京APEC會(huì)議期間GPS水汽與PM_(2.5)/PM_(10)的相關(guān)性比較[J];災(zāi)害學(xué);2015年03期

3 劉保獻(xiàn);張大偉;陳添;楊懂艷;楊柳;常淼;林安國;;北京市PM_(2.5)主要化學(xué)組分濃度水平研究與特征分析[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年12期

4 楊懂艷;劉保獻(xiàn);張大偉;陳圓圓;周健楠;梁云平;;2012～2013年間北京市PM_(2.5)中水溶性離子時(shí)空分布規(guī)律及相關(guān)性分析[J];環(huán)境科學(xué);2015年03期

5 趙倩彪;胡鳴;張懿華;;利用后向軌跡模式研究上海市PM_(2.5)來源分布及傳輸特征[J];環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù);2014年04期

6 常清;楊復(fù)沫;李興華;曹陽;王歡博;田密;;北京冬季霧霾天氣下顆粒物及其化學(xué)組分的粒徑分布特征研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

7 劉慶陽;劉艷菊;楊崢;張婷婷;張美根;鐘震宇;;北京城郊冬季一次大氣重污染過程顆粒物的污染特征[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

8 狄一安;楊勇杰;周瑞;于躍;郭婧;王婧瑞;馬志強(qiáng);張樂堅(jiān);;北京春季城區(qū)與遠(yuǎn)郊區(qū)不同大氣粒徑顆粒物中水溶性離子的分布特征[J];環(huán)境化學(xué);2013年09期

9 黃怡民;劉子銳;陳宏;王躍思;;北京夏冬季霾天氣下氣溶膠水溶性離子粒徑分布特征[J];環(huán)境科學(xué);2013年04期

10 陳鵬飛;張薔;權(quán)建農(nóng);高揚(yáng);黃夢宇;趙德龍;孟筠旺;;北京上空氣溶膠濃度垂直廓線特征[J];環(huán)境科學(xué)研究;2012年11期

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