【摘要】：利用2015年1月～2016年12月南京北郊站點(diǎn)黑碳(black carbon,BC)氣溶膠質(zhì)量濃度的觀測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)該地BC的時(shí)間變化特征及其影響因子進(jìn)行了分析;同時(shí)結(jié)合黑碳儀模型,定量分析了化石燃料燃燒(BCff)和生物質(zhì)燃燒(BCbb)排放的BC濃度大小。采用HYSPLIT后向軌跡模式和濃度權(quán)重軌跡(CWT)分析法等,討論研究期內(nèi)到達(dá)南京地區(qū)不同路徑的空間特征、BC潛在源區(qū)的季節(jié)分布及其貢獻(xiàn)特性等。主要結(jié)論如下:1)南京北郊BC質(zhì)量濃度的日均值為2200±1309 ng/m3。與2015年相比,2016年BC整體濃度水平明顯降低,平均濃度下降約30%。BC濃度的季節(jié)變化呈冬季最高夏季低的特點(diǎn),不同季節(jié)內(nèi)BC濃度的頻率分布表明,冬季BC重污染事件明顯高于其他季節(jié)。BC濃度的日變化呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu),峰值分別出現(xiàn)在06:00～09:00和19:00～22:00,二者的形成與人為活動(dòng)、近地層氣象條件以及大氣邊界層的動(dòng)力狀況密切相關(guān)。2)BC和NOx、PM2.5的相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)分別為0.67和0.61,存在共同來(lái)源。BC和CO、SO2存在一定的相關(guān)性,有部分共同來(lái)源。但較低的△BC/△CO比值說(shuō)明生物質(zhì)燃燒對(duì)南京北郊BC有著重要貢獻(xiàn)。BC與風(fēng)速的相關(guān)分析表明,當(dāng)風(fēng)速在1～3 m/s時(shí),BC濃度隨風(fēng)速增大而下降的幅度最大;當(dāng)風(fēng)速大于3 m/s時(shí),BC濃度隨風(fēng)速而變化的趨勢(shì)并不明顯。觀測(cè)期間降水對(duì)BC濃度變化的作用較為顯著,非降水期BC濃度大約是降水期的1.2倍。各季節(jié)BC濃度與邊界層高度的日變化均呈明顯的負(fù)相關(guān),且清潔天平均邊界層高度均大于污染天的邊界層高度,表明邊界層內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)BC濃度的變化起著重要作用。3)BC吸收系數(shù)的日變化范圍在10.5～199.1 Mm-1,大氣消光系數(shù)范圍在127.9～1764.3 Mm-1,二者比值的變化范圍在3%～46%,期間的平均值約為12.6%。霾和重度霾天氣下,BC濃度及其吸收系數(shù)均值分別是非霾天氣下的2倍和2.3倍。4)BC的吸收波長(zhǎng)指數(shù)(α)呈春冬季高而夏季較低的特點(diǎn)。BCbb貢獻(xiàn)百分比(BCbb%)的頻率分布也有類似特征,夏季BCbb%整體水平偏低而春冬季高值分布較多,春冬季節(jié)除了現(xiàn)有化石燃料排放來(lái)源外,生物質(zhì)燃燒源的貢獻(xiàn)有所增加。BCff和BCbb的分布表明:冬季BCff和BCbb有最大值,其他季節(jié)的BCff和BCbb濃度相對(duì)較小且值都較為接近。BCff在各季節(jié)BC總濃度中占比略有不同但均高于75%,說(shuō)明化石燃料燃燒排放是南京北郊大氣BC的主要來(lái)源。5)觀測(cè)期間南京北郊?xì)饬鬏斔偷乃募咀兓卣髅黠@,春、夏、秋季來(lái)自東面的海洋氣流占有較大比例,對(duì)應(yīng)BC濃度低值;而冬季來(lái)自西北內(nèi)陸地區(qū)的氣流所占比例較高,對(duì)應(yīng)BC濃度高值。結(jié)合CWT的結(jié)果可知,影響南京北郊地區(qū)高濃度BC的主要源區(qū)除浙江、安徽以及江西和福建北部地區(qū)以外,河南、山東等局部地區(qū)對(duì)于南京北郊BC的濃度高值亦有一定貢獻(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X513
【圖文】：

逑西南方向?yàn)辇埻跎斤L(fēng)景區(qū)，海拔在ｌ00ｍ左右。其余方向?yàn)檗r(nóng)田或居民區(qū)。周圍環(huán)境情逡逑況見(jiàn)圖２．１邋（ｂ）。逡逑Ｈ畫逡逑Ｉｌｉａ逡逑圖２．１觀測(cè)點(diǎn)及周邊地區(qū)逡逑２．３數(shù)據(jù)分析方法逡逑２．３．１吸收系數(shù)的波長(zhǎng)指數(shù)計(jì)算逡逑氣溶膠對(duì)光的吸收特性與波長(zhǎng)之間聯(lián)系的冪律關(guān)系式可以表示為：逡逑ａａＭ邋＝邋Ｋｒ邐（２）逡逑式中，是吸收系數(shù)；ＡＴ為常數(shù)；ａ邋—般稱為吸收系數(shù)的Ａｎｇｓｔｒ６ｍ指數(shù)，它反映了氣逡逑溶膠顆粒的形狀大小、化學(xué)成分以及混合狀態(tài)［５２：１。ａ可通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)下的值計(jì)逡逑算得到：逡逑＿邐＾邋＾ａｂｓｊＳ）逡逑ａ＾－邐ｌｎ（Ｖ４）邋—邐＾逡逑２．３．２消光系數(shù)的計(jì)算逡逑大氣消光系數(shù)可通過(guò)能見(jiàn)度計(jì)算轉(zhuǎn)換得到，二者間的關(guān)系用Ｋｏｓｃｈｍｉｅｄｅｒ公式逡逑表示為：逡逑ｂｅｘｔ＝邋３．９１２／Ｆｒ邐（４）逡逑式中，Ａｅｘｔ表不大氣消光系數(shù)，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為５５０邋ｎｍ；邋Ｖｒ?yàn)榇髿饽芤?jiàn)度；３．９１２是逡逑Ｋｏｓｃｈｍｉｅｄｅｒ常數(shù)，由人眼對(duì)比度閾值的靈敏度（２￣５％）以及視程內(nèi)物體對(duì)于天空的固逡逑有對(duì)比度決定。而高瀾等［５４］依據(jù)南京地區(qū)實(shí)測(cè)的氣溶膠散射系數(shù)和能見(jiàn)度數(shù)據(jù)計(jì)算分析逡逑７逡逑

第三章黑碳?xì)馊苣z的濃度變化特征逡逑３．１黑碳?xì)馊苣z的時(shí)間序列逡逑圖３．１為南京北郊２０１５？２０１６年ＢＣ質(zhì)量濃度的日變化和月變化特征，整個(gè)觀測(cè)期逡逑間ＢＣ濃度的日均值為２２００±１３０９ｎｇ／ｍ３，日均最低值出現(xiàn)在２０１６年９月１６日，為１５０逡逑ｎｇ／ｍ３，僅為年均值的６．８％；日均最高值出現(xiàn)在２０１５年１月５日，達(dá)到１０４２３邋ｎｇ／ｍ３，逡逑是年均值的４．７倍。大約４０％的ＢＣ日均樣本超過(guò)整體平均水平，表明當(dāng)?shù)兀拢梦廴据^逡逑為嚴(yán)重。濃度高值主要集中在１２月和１月，月均質(zhì)量濃度為２７９６￣３４７０ｎｇ／ｍ３；其他月逡逑份ＢＣ濃度相對(duì)偏低，月均質(zhì)量濃度在９３３？２７７８邋ｎｇ／ｍ３。其中，ＢＣ濃度月平均在２０１５逡逑年１月有最大值，在２０１６年５月有最小值。這一變化趨勢(shì)也與上海［３４］、合肥［３５］、西安逡逑［１３］、Ｄｈａｎｂａｄ邋（印度）［６２］等地的觀測(cè)結(jié)果較為相似。逡逑ＢＣ質(zhì)量濃度的變化趨勢(shì)存在顯著的年際差異。２０１５年ＢＣ濃度的年均值為逡逑２６５４±１３６４邋ｎｇ／ｍ３，且日均濃度值的分布較為分散，高值點(diǎn)也較多，表明了邋２０１５年ＢＣ逡逑污染事件出現(xiàn)頻繁。２０１６年ＢＣ整體質(zhì)量濃度水平比２０１５低

［６６］［６７］；冬季本地燃煤活動(dòng)的增加以及頻繁的逆溫天氣易造成局地ＢＣ污染，此外，在盛逡逑行西風(fēng)的作用下，南京地區(qū)受內(nèi)陸地區(qū)生物質(zhì)燃燒、采暖等排放污染物氣流輸送的影響，逡逑ＢＣ濃度較高。圖３．２給出了不同季節(jié)ＢＣ小時(shí)平均濃度的頻率分布情況，春、夏、秋季逡逑ＢＣ濃度的高頻值都在２０００邋ｎｇ／ｍ３以內(nèi)，而冬季主要分布在２０００？４０００邋ｎｇ／ｍ３之間。冬季逡逑ＢＣ濃度小于４０００邋ｎｇ／ｍ３的數(shù)據(jù)占總體的７４．４％，春、夏、秋季濃度小于４０００邋ｎｇ／ｍ－３的逡逑數(shù)據(jù)所占比例基本相當(dāng)，分別為９２．９％、９３．８％和９０．７％�？梢�(jiàn)春、夏、秋季ＢＣ濃度逡逑絕大多集中在４０００邋ｎｇ／ｍ３以內(nèi)，大于４０００邋ｎｇ／ｍ３的高值所占比例很小，而冬季ＢＣ濃度逡逑不僅高值多且占的比例也偏高，大于４０００邋ｎｇ／ｍ３的高值占到了邋２５．６％。以上ＢＣ濃度季逡逑節(jié)變化和頻率分布情況表明了南京北郊冬季ＢＣ重污染事件明顯高于其他三個(gè)季節(jié)。逡逑８０邋邐逡逑？邐W春季逡逑７０邋－邐夏季逡逑■秋季逡逑６０－８１＾邐困冬季逡逑－ＩＩＩ逡逑ａ邋３0邋ｉｌｉａ邋Ｊ逡逑２０＇Ｍｍ邋ＩＩＩｓ邐ｐ逡逑－ｉｉｌ？邋？｜ｉｉ邐ｉ邐＾逡逑０－２０００邐２０００－４０００邐４０００－６０００邐＞６０００逡逑ＢＣ（ｎｇ／ｍ３）逡逑圖３．２邋ＢＣ質(zhì)量濃度的季節(jié)頻率分布逡逑３．３黑碳?xì)馊苣z的日變化逡逑圖３．３分析了南京北郊ＢＣ平均日變化特征。從圖中可知，各季節(jié)、月份ＢＣ曰變逡逑化趨勢(shì)基本相同

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李莉;蔡捚琳;周敏;;2013年12月中國(guó)中東部地區(qū)嚴(yán)重灰霾期間上海市顆粒物的輸送途徑及潛在源區(qū)貢獻(xiàn)分析[J];環(huán)境科學(xué);2015年07期

2 徐昶;沈建東;葉輝;孫鴻良;張?zhí)?焦荔;洪盛茂;黃侃;;杭州黑碳?xì)馊苣z污染特性及來(lái)源研究[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2014年12期

3 徐昶;葉輝;沈建東;孫鴻良;洪盛茂;焦荔;黃侃;;杭州大氣顆粒物散射消光特性及霾天氣污染特征[J];環(huán)境科學(xué);2014年12期

4 杜川利;唐曉;李星敏;陳闖;彭燕;董研;董自鵬;;城市邊界層高度變化特征與顆粒物濃度影響分析[J];高原氣象;2014年05期

5 王洪強(qiáng);賀千山;陳勇航;亢燕銘;;2008～2012年上海黑碳濃度變化特征分析[J];環(huán)境科學(xué);2014年04期

6 張楠;覃櫟;謝紹東;;中國(guó)黑碳?xì)馊苣z排放量及其空間分布[J];科學(xué)通報(bào);2013年19期

7 杜川利;余興;李星敏;陳闖;王繁強(qiáng);彭艷;董妍;董自鵬;;西安涇河夏季黑碳?xì)馊苣z及其吸收特性的觀測(cè)研究[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2013年04期

8 高瀾;邱玉s

本文編號(hào)：2748092