【摘要】：細(xì)顆粒物(PM2.5)是大氣氣溶膠中對(duì)人類生活和健康危害最大的污染物質(zhì),其濃度的增長(zhǎng)與城市灰霾的形成具有直接聯(lián)系。PM2.5的污染組分極其復(fù)雜,目前公認(rèn)碳質(zhì)氣溶膠和水溶性離子是其主要組成部分,通過(guò)研究二者在不同季節(jié)的污染特征來(lái)對(duì)比不同季節(jié)影響空氣質(zhì)量的主導(dǎo)因子,并對(duì)主導(dǎo)因子利用同位素方法進(jìn)行來(lái)源解析,希望定量得到造成城市霾的各種污染源的貢獻(xiàn)。本文選擇長(zhǎng)江三角洲中心城市之一徐州作為研究對(duì)象,選擇依據(jù)為徐州的空氣質(zhì)量多年來(lái)處于江蘇省的最后梯隊(duì),在全國(guó)各城市尤其是污染較嚴(yán)重的地區(qū)空氣質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)的背景下,徐州市的大氣PM2.5濃度不降反升,說(shuō)明徐州的空氣污染問(wèn)題亟待解決,不僅對(duì)徐州本地人民的生活質(zhì)量提高有重要意義,也會(huì)減少徐州的氣團(tuán)對(duì)鄰近城市的大氣質(zhì)量的影響。本研究采集2016年四個(gè)季節(jié)的大氣PM2.5樣品,對(duì)其中的有機(jī)碳、元素碳及水溶性有機(jī)碳和水溶性無(wú)機(jī)離子濃度的季節(jié)變化特征及其與PM2.5的相關(guān)關(guān)系等進(jìn)行分析,并利用后向軌跡模型分析外來(lái)氣團(tuán)傳輸對(duì)徐州空氣質(zhì)量的影響。在來(lái)源解析方面,應(yīng)用主成分分析模型分析PM2.5中的離子組分的可能來(lái)源,并利用貝葉斯模型對(duì)大氣中的含氮組分進(jìn)行定量來(lái)源解析。得到的主要結(jié)論為:(1)徐州市的PM2.5濃度水平在全國(guó)范圍處于較高水平,2016年平均質(zhì)量濃度為115.8±67.4μg·m-3,是國(guó)家年均濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(35μg·m-3)的3倍。其中冬季和秋季的污染最嚴(yán)重,根據(jù)國(guó)家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3095-2012)》二級(jí)日均值標(biāo)準(zhǔn)(75μg·m-3),發(fā)生灰霾的天數(shù)占總采樣天數(shù)分別為90%和100%,表明對(duì)于冬季大氣PM2.5污染研究的重要性。氣象條件對(duì)PM2.5累積的有利影響主要表現(xiàn)為低溫、低濕,來(lái)自東南和西北的風(fēng)也會(huì)帶來(lái)大量的污染物質(zhì)。(2)有機(jī)碳(OC)、元素碳(EC)濃度與PM2.5的變化趨勢(shì)基本一致,季節(jié)變化特征為冬季(春季,秋季)夏季。OC與EC與PM2.5、OC與EC在各季節(jié)具有良好的相關(guān)性尤其是冬季和秋季,說(shuō)明PM2.5濃度增大很大程度取決于含碳組分濃度并且OC與EC的來(lái)源較穩(wěn)定。(3)水溶性有機(jī)碳(WSOC)可以作為二次有機(jī)氣溶膠的理想表征物質(zhì),季節(jié)平均質(zhì)量濃度在冬季最高(9.9 ±5.4 μgC·m-3),其次是春季和秋季,夏季最低為冬季的1/3。通過(guò)WSOC/EC與RH、O3的相關(guān)性分析得出冬季高濕度促進(jìn)WSOC的二次生成,而在秋季光化學(xué)反應(yīng)是造成WSOC生成的主要原因。(4)二次無(wú)機(jī)離子(SO42-、N03-與NH4+,SNA)是水溶性離子的主要組分,占總水溶性離子(TWSⅡs)質(zhì)量濃度的84%,SNA占TWSⅡs和PM2.5的比例均隨污染程度的增加而增加,表明二次無(wú)機(jī)離子對(duì)大氣污染的重要貢獻(xiàn)。不同季節(jié)主導(dǎo)的污染離子不同,冬季硝酸鹽占主導(dǎo)地位,夏季硫酸鹽占主導(dǎo)地位,春季和秋季硝酸鹽的濃度略高于硫酸鹽。(5)通過(guò)因子分析結(jié)果得出,冬季徐州的污染主要來(lái)自二次轉(zhuǎn)化,其次是生物質(zhì)燃燒;夏季的污染主要來(lái)自化石燃料和農(nóng)業(yè)排放物的二次轉(zhuǎn)化,其次是海鹽和礦物粉塵;春季和秋季的來(lái)源相似,主要受生物質(zhì)燃燒和二次轉(zhuǎn)化的影響,礦物粉塵也有貢獻(xiàn)。對(duì)冬季大氣含氮組分定量分析結(jié)果顯示,化石燃料產(chǎn)生的NOx排放是造成城市PM2.5污染的主要原因,因此控制煤燃燒和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的N排放是治理徐州大氣污染和減少霾發(fā)生的關(guān)鍵。
【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】：

?一???素值對(duì)ＰＭ２．５中的含碳和含氮?dú)馊苣z的來(lái)源進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判定，并試圖對(duì)含氮?dú)馊苣z??的來(lái)源進(jìn)行定量分析。??本研究的主要工作內(nèi)容包括：??（１）研究ＰＭ２．５中的水溶性離子和含碳組分含量特征、季節(jié)變化以及氣象條件對(duì)這些污??染物質(zhì)的影響，并根據(jù)污染狀況將大氣分為清潔天、輕度霾和重度霾天，比較不同污染??條件下ＰＭ２．５和離子的差異；??（２）利用水溶性有機(jī)碳（ＷＳＯＣ）表征二次有機(jī)氣溶膠（ＳＯＡ），分析ＳＯＡ在不同季??節(jié)的形成過(guò)程和特征，分析其來(lái)源的一次性和二次性；??（３）通過(guò)氣團(tuán)后向軌跡判斷遠(yuǎn)距離傳輸對(duì)本地大氣污染形成的影響，結(jié)合火點(diǎn)圖分析??生物質(zhì)燃燒的貢獻(xiàn)。??（４）利用Ｂａｙｅｓｉａｎ模型探究大氣中氮的來(lái)源，定量分析各來(lái)源對(duì)Ｎ的貢獻(xiàn)，以期獲精準(zhǔn)的來(lái)源解析結(jié)果。??技術(shù)路線如圖所示：??

北京、河北等地的空氣質(zhì)量逐漸好轉(zhuǎn)，但徐州的大氣污染不降反升，嚴(yán)峻的形勢(shì)急需有??效的治理措施提出，阻止大氣環(huán)境的繼續(xù)惡化。??采樣點(diǎn)具體位置如圖２－１所示，采樣點(diǎn)位于云龍區(qū)電力公司檢修分公司徐州運(yùn)維分??部（３４°５８＇Ｎ，?１１７°２６＇Ｅ）七樓樓頂，周邊建筑主要有汽車修理廠、物流中心、制藥廠以??及大片居民區(qū)和農(nóng)田，無(wú)明顯工業(yè)污染源。??」．．．．．??圖２－１采樣點(diǎn)??９??

秋季采樣時(shí)間為９月６日至１１月２９日，兩個(gè)季節(jié)各收集１５個(gè)樣品。采樣時(shí)間為早上９：??００至次日９：?００，采樣時(shí)長(zhǎng)２４ｈ。??采集ＰＭ２．５的儀器為青島嶗山電子儀器總廠有限公司生產(chǎn)的ＫＣ－１０００大流量采樣器，每??分鐘收集氣體體積為１．０５ｍ３。實(shí)驗(yàn)選用石英纖維濾膜（規(guī)格：８ｘｌ〇ｉｎ，美國(guó)ＰＡＬＬ公司）??進(jìn)行ＰＭ２．５的收集，用于ＰＭ２．５質(zhì)量濃度、有機(jī)碳和元素碳以及水溶性離子組分分析。??關(guān)于樣品采集的質(zhì)量控制：??（１）為去除濾膜本身有機(jī)雜質(zhì)是后續(xù)試驗(yàn)分析的影響，在采樣前將石英濾膜放入馬??弗爐以４５０°Ｃ灼燒６ｈ；??（２）每次采樣前多儀器采樣泵按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的流量進(jìn)行校準(zhǔn)，保證采樣流量的準(zhǔn)確??性；??（３）每個(gè)季節(jié)正式采大氣ＰＭ２．５樣品前，采集一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)空白質(zhì)控樣；??（４）每１５天定期清洗切割頭、采樣膜夾，每次采樣使用新的一次性手套、干凈的??鑷子，減少人為誤差。??
【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 安欣欣;趙越;魏強(qiáng);姜南;;北京城區(qū)PM_(2.5)中有機(jī)碳和元素碳的變化特征[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2015年08期

2 王荔;馬嫣;鄭軍;王振;周瑤瑤;;南京北郊PM_(2.5)中含碳物質(zhì)和水溶性離子的污染特性[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2015年17期

3 孟琛琛;王麗濤;張芬芬;魏哲;馬思萌;楊晶;張宏雷;石成華;;邯鄲市PM_(2.5)中水溶性無(wú)機(jī)離子污染特征及來(lái)源解析[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年11期

4 曹芳;章炎麟;;碳質(zhì)氣溶膠的放射性碳同位素(~(14)C)源解析:原理、方法和研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2015年04期

5 劉保獻(xiàn);張大偉;陳添;楊懂艷;楊柳;常淼;林安國(guó);;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

6 劉珊;彭林;溫彥平;白慧玲;劉鳳嫻;史美鮮;李麗娟;;太原市PM_(2.5)中有機(jī)碳和元素碳的污染特征[J];環(huán)境科學(xué);2015年02期

7 張懿華;王東方;趙倩彪;崔虎雄;李娟;段玉森;伏晴艷;;上海城區(qū)PM_(2.5)中有機(jī)碳和元素碳變化特征及來(lái)源分析[J];環(huán)境科學(xué);2014年09期

8 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(lái)源分布及傳輸特征[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);2014年04期

9 曾靜;王美娥;張紅星;;北京市夏秋季大氣PM_(2.5)濃度與氣象要素的相關(guān)性[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2014年09期

10 王茜;;利用軌跡模式研究上海大氣污染的輸送來(lái)源[J];環(huán)境科學(xué)研究;2013年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 杜禎宇;北京市水溶性有機(jī)碳來(lái)源與光吸收特征研究[D];清華大學(xué);2014年

2 王哲;中國(guó)典型地區(qū)碳質(zhì)氣溶膠及二次有機(jī)氣溶膠特征研究[D];山東大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2843255