石家莊夏秋季通常會出現(xiàn)臭氧和顆粒物“雙高”的大氣復合污染現(xiàn)象,但對其污染機制尚不清楚。本研究于2016年夏季在華北典型重污染城市石家莊(37°53'N,114°38'E)觀測一個月(6月15日-7月14日)。利用在線儀器連續(xù)采集近地面臭氧及其前體物的濃度,結合系留汽艇搭載的小型化臭氧探空儀,獲得大氣邊界層內臭氧的垂直梯度廓線;通過中流量空氣顆粒物采樣器對大氣中的顆粒物PMi和PM2.5同步采集,采用離線分析的方式,對PM2.5和PMi中的化學組分(水溶性離子、碳組分和金屬元素)進行定量,通過PMF源解析分析顆粒物的主要來源。主要研究結果如下:石家莊光化學污染嚴重,臭氧超標率約60%。高溫和東南風有利于臭氧的累積。在中等濕度(40%-50%)和中等邊界層高度(1200-1500m)時,臭氧濃度最高。進一步的分析表明,邊界層的演變使得臭氧生成敏感性發(fā)生轉變,臭氧生成受NOx和VOCs協(xié)同控制時,臭氧濃度最高,氣象條件與上述對應。結合系留汽艇搭載的小型化臭氧探空儀探測,發(fā)現(xiàn)清晨殘留層內存儲了大量臭氧,其濃度與前一天臭氧濃度正相關。隨著混合層的快速增長,夜間殘留層中的臭氧被輸送至混合層,其貢獻可達27%±7%。夏季石家莊的顆粒物污染也很嚴重,PM2.5的超標率達93%。石家莊夏季PMi和PM2.5的化學組分以SO42-、NO3-、NH4+、OM為主,分別占PMi質量濃度的14%、8%、11%、11%;占PM2.5質量濃度的13%、8%、10%、9%。PM1和PM2.5的來源相近,主要為二次硝酸鹽、二次硫酸鹽、工業(yè)源、機動車源、揚塵、生物質燃燒以及燃煤,其貢獻為 29%、30%、10%、9%、8%、8%、6%(PMi);29%、33%、12%、13%、8%、2%、4%(PM2.5)。針對典型污染時段進行分析發(fā)現(xiàn),在爆發(fā)增長階段PM1和PM2.5同步增加,但在污染后期PMi增長緩慢,PM2.5仍持續(xù)增加,SNA是其增長的主要原因。通過分析不同污染程度化學組分發(fā)現(xiàn),爆發(fā)增長階段,PM1和PM2.5中的主要化學組分(碳組分和SNA)均同步升高;污染高值維持階段,碳組分、硝酸鹽和銨鹽變化較小,硫酸鹽增加迅速。因此,PM1 和PM2.5的防治策略有差異,無機氣態(tài)前體物,特別是SO2,仍是夏季PM2.5防治的重中之重。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X51;P421.3
【部分圖文】：

石家莊作為中國最大的醫(yī)藥工業(yè)基地和重要的紡織基地，同時也是全國大氣污染最嚴重的城市之一。幾年來，為了防治大氣污染，國家和地方政府采取了一系列的措施，空氣質量成為政府業(yè)績考核的重要指標，但仍然出現(xiàn)較為嚴重的污染。根據(jù)我國《環(huán)境空氣質量標準》（GB 3095-2012），PM2.5年平均濃度限值一級標準為 35 μg/m3，O3日最大 8 小時平均濃度限值為 160μg/m3，小時平均濃度限值為 200μg/m3。而環(huán)保部門公布的數(shù)據(jù)表明，石家莊 PM2.5年均值達到國家濃度限值的兩倍以上，而近年臭氧超標率逐漸上升。除此之外，石家莊屬于溫暖帶大陸性季風氣候，夏季平均氣溫為 25℃，受海洋溫濕氣流影響，降水較多，高溫高濕的氣象條件有利于污染物的進一步轉化，造成了夏季臭氧和顆粒物同時升高的現(xiàn)象。因此，本研究監(jiān)測站點設在石家莊市欒城區(qū)氣象局院內（37°53′N，114°38′E，圖 2.1），該站點位于石家莊東南方，毗鄰 308 國道石欒大街。站點周圍以居民區(qū)為主，人口較密集，車流量較大。該站點所處的地面條件為典型的城市下墊面特征，基本可以反映石家莊市的大氣污染狀況。本實驗觀測時間為 2016 年 6月 15 日至 2016 年 7 月 13 日（共 29 天）。

圖 2.2 TH-150C 的采樣氣路圖每天分晝夜采兩次，每次采樣時間為 11.5h，白天時段為 8日 7:30，中間預留 30min 更換采樣膜。更換濾膜時，記、平均溫度、累計時長、累計體積、標況體積以及天氣狀M2.5各采集 3 個現(xiàn)場空白樣品。采樣后將采樣膜裝入膜盒置存至分析。為了使所采集的樣品具有可比性，PM1和 PM2器，采樣前統(tǒng)一校準采樣儀器的流量，所用儀器和校準儀表 2.2 采樣儀器的基本情況樣品 PM2.5儀器名稱 智能中流量顆粒物采樣器儀器型號 TH-50C切割粒徑 ≤2.5 μm，≤1 μm儀器標定時間 每次采樣前進行校正

14圖 2.3 觀測期間氣象要素廓線，VPT：虛位溫廓線，RH：相對濕度廓線，WS：風速廓線，WD風向廓線云高儀主要是依靠梯度法來確定混合層高度，即選擇探測到的氣溶膠后向散射系線上最大負梯度值（-dβ/dx）作為混合層頂[73]。實際應用中采用維薩拉公司自主研 BL-View 軟件，經過對環(huán)境參數(shù)的調整后，來實現(xiàn)后向散射系數(shù)負梯度最大值的自

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本文編號：2824114