石家莊夏秋季通常會(huì)出現(xiàn)臭氧和顆粒物“雙高”的大氣復(fù)合污染現(xiàn)象,但對(duì)其污染機(jī)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(cè)一個(gè)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(jié)合系留汽艇搭載的小型化臭氧探空儀,獲得大氣邊界層內(nèi)臭氧的垂直梯度廓線;通過中流量空氣顆粒物采樣器對(duì)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(duì)PM2.5和PMi中的化學(xué)組分(水溶性離子、碳組分和金屬元素)進(jìn)行定量,通過PMF源解析分析顆粒物的主要來源。主要研究結(jié)果如下:石家莊光化學(xué)污染嚴(yán)重,臭氧超標(biāo)率約60%。高溫和東南風(fēng)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(shí),臭氧濃度最高。進(jìn)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(zhuǎn)變,臭氧生成受NOx和VOCs協(xié)同控制時(shí),臭氧濃度最高,氣象條件與上述對(duì)應(yīng)。結(jié)合系留汽艇搭載的小型化臭氧探空儀探測(cè),發(fā)現(xiàn)清晨殘留層內(nèi)存儲(chǔ)了大量臭氧,其濃度與前一天臭氧濃度正相關(guān)。隨著混合層的快速增長(zhǎng),夜間殘留層中的臭氧被輸送至混合層,其貢獻(xiàn)可達(dá)27%±7%。夏季石家莊的顆粒物污染也很嚴(yán)重,PM2.5的超標(biāo)率達(dá)93%。石家莊夏季PMi和PM2.5的化學(xué)組分以SO42-、NO3-、NH4+、OM為主,分別占PMi質(zhì)量濃度的14%、8%、11%、11%;占PM2.5質(zhì)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(jī)動(dòng)車源、揚(yáng)塵、生物質(zhì)燃燒以及燃煤,其貢獻(xiàn)為 29%、30%、10%、9%、8%、8%、6%(PMi);29%、33%、12%、13%、8%、2%、4%(PM2.5)。針對(duì)典型污染時(shí)段進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在爆發(fā)增長(zhǎng)階段PM1和PM2.5同步增加,但在污染后期PMi增長(zhǎng)緩慢,PM2.5仍持續(xù)增加,SNA是其增長(zhǎng)的主要原因。通過分析不同污染程度化學(xué)組分發(fā)現(xiàn),爆發(fā)增長(zhǎng)階段,PM1和PM2.5中的主要化學(xué)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(jī)氣態(tài)前體物,特別是SO2,仍是夏季PM2.5防治的重中之重。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X51;P421.3
【部分圖文】：

石家莊作為中國(guó)最大的醫(yī)藥工業(yè)基地和重要的紡織基地，同時(shí)也是全國(guó)大氣污染最嚴(yán)重的城市之一。幾年來，為了防治大氣污染，國(guó)家和地方政府采取了一系列的措施，空氣質(zhì)量成為政府業(yè)績(jī)考核的重要指標(biāo)，但仍然出現(xiàn)較為嚴(yán)重的污染。根據(jù)我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012），PM2.5年平均濃度限值一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 35 μg/m3，O3日最大 8 小時(shí)平均濃度限值為 160μg/m3，小時(shí)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(dá)到國(guó)家濃度限值的兩倍以上，而近年臭氧超標(biāo)率逐漸上升。除此之外，石家莊屬于溫暖帶大陸性季風(fēng)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(jìn)一步轉(zhuǎn)化，造成了夏季臭氧和顆粒物同時(shí)升高的現(xiàn)象。因此，本研究監(jiān)測(cè)站點(diǎn)設(shè)在石家莊市欒城區(qū)氣象局院內(nèi)（37°53′N，114°38′E，圖 2.1），該站點(diǎn)位于石家莊東南方，毗鄰 308 國(guó)道石欒大街。站點(diǎn)周圍以居民區(qū)為主，人口較密集，車流量較大。該站點(diǎn)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(shí)驗(yàn)觀測(cè)時(shí)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(shí)間為 11.5h，白天時(shí)段為 8日 7:30，中間預(yù)留 30min 更換采樣膜。更換濾膜時(shí)，記、平均溫度、累計(jì)時(shí)長(zhǎng)、累計(jì)體積、標(biāo)況體積以及天氣狀M2.5各采集 3 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǔn)采樣儀器的流量，所用儀器和校準(zhǔn)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(hào) TH-50C切割粒徑 ≤2.5 μm，≤1 μm儀器標(biāo)定時(shí)間 每次采樣前進(jìn)行校正

14圖 2.3 觀測(cè)期間氣象要素廓線，VPT：虛位溫廓線，RH：相對(duì)濕度廓線，WS：風(fēng)速廓線，WD風(fēng)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(cè)到的氣溶膠后向散射系線上最大負(fù)梯度值（-dβ/dx）作為混合層頂[73]。實(shí)際應(yīng)用中采用維薩拉公司自主研 BL-View 軟件，經(jīng)過對(duì)環(huán)境參數(shù)的調(diào)整后，來實(shí)現(xiàn)后向散射系數(shù)負(fù)梯度最大值的自

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本文編號(hào)：2824114