發(fā)布時(shí)間：2020-11-04 04:29

　　 我國一些城市大氣顆粒物污染形勢(shì)嚴(yán)峻，PM_(2.5)污染嚴(yán)重，遠(yuǎn)高于國家新環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095-2012中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值。城市大氣污染類型已由最初的煤煙型污染發(fā)展到復(fù)合型污染，大氣氧化性增強(qiáng)，細(xì)粒子濃度升高，導(dǎo)致能見度下降，灰霾天數(shù)增加。因此，研究灰霾天氣的影響因素，建立灰霾評(píng)估體系并對(duì)灰霾天氣下大氣能見度下降的來源進(jìn)行解析，是灰霾污染進(jìn)行防治的客觀需要。 顆粒物濃度、相對(duì)濕度和能見度之間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系，能見度受相對(duì)濕度、細(xì)顆粒物濃度的共同影響，二者對(duì)能見度的影響不是相互獨(dú)立的，并且存在明顯的地域差異。針對(duì)以上這些問題，本文提出能見度變化敏感性綜合評(píng)價(jià)模型，用以研究細(xì)顆粒物濃度、相對(duì)濕度對(duì)能見度變化的影響敏感性及程度，區(qū)分大氣能見度變化的不同控制區(qū)（細(xì)顆粒物濃度控制區(qū)、相對(duì)濕度控制區(qū)、二者影響作用相當(dāng)區(qū)）及閾值，為建立灰霾定量判別方法提供依據(jù)。 根據(jù)細(xì)顆粒物濃度、相對(duì)濕度影響能見度變化的閾值研究結(jié)果，本文對(duì)灰霾進(jìn)行了定義，并對(duì)灰霾表征的因子進(jìn)行了篩選，同時(shí)結(jié)合環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與氣象觀測(cè)體系以及環(huán)境質(zhì)量管理的需求，建立了科學(xué)合理、便于操作的灰霾污染評(píng)估指標(biāo)體系、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)估方法。 對(duì)灰霾天氣下能見度下降的來源進(jìn)行解析是灰霾污染防治的重要基礎(chǔ)�，F(xiàn)有方法可解析灰霾天氣下細(xì)顆粒物的化學(xué)組分對(duì)大氣消光的貢獻(xiàn)，但不能定量解析各類顆粒物排放源對(duì)能見度下降的貢獻(xiàn)。針對(duì)上述問題，本研究建立基于顆粒物來源解析模型和顆粒物消光模型的耦合模型，定量解析大氣能見度下降的細(xì)顆粒物來源及其貢獻(xiàn)，為灰霾污染防治提供更有針對(duì)性的依據(jù)。 基于上述模型及方法，本論文對(duì)天津市灰霾表征、評(píng)估及來源解析進(jìn)行了應(yīng)用研究，分析了PM_(2.5)濃度、相對(duì)濕度影響能見度變化的不同控制區(qū)及閾值，建立了天津市灰霾天氣的評(píng)估指標(biāo)體系，并對(duì)天津市秋季灰霾天氣下大氣能見度下降的來源進(jìn)行了解析，結(jié)果如下： 1.當(dāng)能見度＜2km時(shí)，PM_(2.5)≥350μg/m~3，能見度的變化主要受PM_(2.5)濃度的影響，為PM_(2.5)濃度控制區(qū)；相對(duì)濕度≥85%時(shí)，能見度的變化主要受相對(duì)濕度的影響，為相對(duì)濕度控制區(qū)；同理，當(dāng)2km≤能見度＜5km時(shí)，以PM_(2.5)≥220μg/m~3為PM_(2.5)濃度控制區(qū)，相對(duì)濕度≥80%為相對(duì)濕度控制區(qū)；當(dāng)5km≤能見度＜10km時(shí)，以PM_(2.5)≥130μg/m~3為PM_(2.5)濃度控制區(qū)，相對(duì)濕度≥85%為相對(duì)濕度控制區(qū)；當(dāng)10km≤能見度＜15km時(shí)，以PM_(2.5)≥80μg/m~3為PM_(2.5)濃度控制區(qū)，相對(duì)濕度≥80%為相對(duì)濕度控制區(qū)；當(dāng)能見度≥15km時(shí)時(shí)，以PM_(2.5)≥10μg/m~3為PM_(2.5)濃度控制區(qū)，相對(duì)濕度則不存在明顯的控制區(qū)。 2.天津市灰霾天氣是指在相對(duì)濕度小于80%的情況下，由PM_(2.5)濃度控制區(qū)所造成的能見度低于10km的現(xiàn)象。當(dāng)能見度≥10km，界定為無灰霾天氣，PM_(2.5)的濃度限值為80μg/m~3，灰霾等級(jí)為0；當(dāng)5km≤能見度＜10km，界定為輕度灰霾天氣，PM_(2.5)的濃度限值為130μg/m~3，灰霾等級(jí)為1；當(dāng)2km≤能見度＜5km，界定為中度灰霾天氣，PM_(2.5)的濃度限值為220μg/m~3，灰霾等級(jí)為2；當(dāng)能見度＜2km時(shí)，界定為重度灰霾天氣，PM_(2.5)的濃度限值為350μg/m~3，灰霾等級(jí)為3。 3.研究期間，對(duì)于秋季灰霾天氣下，二次硝酸鹽是對(duì)能見度下降貢獻(xiàn)最大的源類，其次為二次硫酸鹽、機(jī)動(dòng)車尾氣塵，三者對(duì)能見度下降的分擔(dān)率達(dá)70%以上，城市揚(yáng)塵、燃煤塵對(duì)能見度下降的分擔(dān)率分別為13.57%、7.05%，二次有機(jī)碳對(duì)能見度的下降的分擔(dān)率為6.68%，六種源類對(duì)能見度下降的分擔(dān)率達(dá)98%以上，是能見度下降的主要源類。
【學(xué)位單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：X16;X823
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    第一節(jié) 研究背景
        1.1.1 我國城市大氣顆粒物污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻
        1.1.2 我國細(xì)顆粒物污染所引起的灰霾天氣頻發(fā)
        1.1.3 我國城市灰霾問題嚴(yán)重，由此造成的損失巨大
        1.1.4 識(shí)別灰霾天氣來源、建立灰霾天氣評(píng)價(jià)體系是開展灰霾防治的客觀需要
    第二節(jié) 國內(nèi)外相關(guān)研究綜述
        1.2.1 霾的定義
        1.2.2 灰霾天氣形成機(jī)制研究
            1.2.2.1 氣象因素對(duì)灰霾形成的影響
            1.2.2.2 細(xì)顆粒物的濃度、組分對(duì)灰霾形成的影響
        1.2.3 灰霾天氣下氣溶膠的光學(xué)性質(zhì)
        1.2.4 灰霾天氣下大氣能見度下降的來源識(shí)別
            1.2.4.1 大氣消光系數(shù)與能見度
            1.2.4.2 大氣消光系數(shù)與顆粒物化學(xué)組分之間的關(guān)系
            1.2.4.3 大氣能見度下降的來源識(shí)別
        1.2.5 灰霾的評(píng)估與預(yù)警研究
            1.2.5.1 霾與輕霧（霧）的區(qū)分
            1.2.5.2 灰霾的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
            1.2.5.3 灰霾的預(yù)測(cè)預(yù)警
    第三節(jié) 研究中存在的問題
    第四節(jié) 本論文的主要研究內(nèi)容
    第五節(jié) 研究的技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    第一節(jié) 采樣城市概況
    第二節(jié) 顆粒物樣品的采集
        2.2.1 源樣品的采集
            2.2.1.1 源樣品采集的原則
            2.2.1.2 源樣品的采集
            2.2.1.3 源樣品的處理及質(zhì)量控制
        2.2.2 受體樣品的采集
            2.2.2.1 采樣地點(diǎn)
            2.2.2.2 采樣日期及時(shí)間
            2.2.2.3 采樣儀器
            2.2.2.4 采樣濾膜
            2.2.2.5 受體樣品的處理及質(zhì)量控制
    第三節(jié) 顆粒物樣品的分析
        2.3.1 源與受體的質(zhì)量濃度
        2.3.2 源與受體樣品的組分分析
            2.3.2.1 無機(jī)元素分析
            2.3.2.2 離子分析
            2.3.2.3 碳組分分析
    第四節(jié) 其它要素的觀測(cè)
        2.4.1 顆粒物數(shù)濃度的觀測(cè)
        2.4.2 氣象因子的觀測(cè)
第三章 低能見度下顆粒物污染特征研究
    第一節(jié) 不同季節(jié)顆粒物污染特征
        3.1.1 不同季節(jié)顆粒物濃度水平
2.5中組分的變化特征'>        3.1.2 不同季節(jié) PM_2.5中組分的變化特征
2.5中離子的變化特征'>            3.1.2.1 不同能見度下 PM_2.5中離子的變化特征
2.5中碳的變化特征'>            3.1.2.2 不同能見度下 PM_2.5中碳的變化特征
2.5中組分特征小結(jié)'>        3.1.3 不同能見度下 PM_2.5中組分特征小結(jié)
    第二節(jié) 不同季節(jié)顆粒物數(shù)濃度特征
        3.2.1 不同季節(jié)不同能見度下顆粒物的數(shù)濃度分布特征
            3.2.1.1 不同能見度下顆粒物的數(shù)濃度分布
            3.2.1.2 不同能見度下顆粒物數(shù)濃度的粒徑分布
        3.2.2 不同季節(jié)不同能見度下顆粒物數(shù)濃度譜分布
    第三節(jié) 本章小結(jié)
第四章 顆粒物濃度、相對(duì)濕度對(duì)能見度的影響閾值研究
    第一節(jié) 顆粒物濃度及相對(duì)濕度對(duì)能見度的影響特征
        4.1.1 顆粒物濃度與能見度的相關(guān)關(guān)系
        4.1.2 相對(duì)濕度與能見度的相關(guān)關(guān)系
        4.1.3 顆粒物濃度和相對(duì)濕度對(duì)能見度的綜合影響
    第二節(jié) 能見度變化敏感性綜合評(píng)價(jià)模型
        4.2.1 PROVSV 曲線
            4.2.1.1 輸入資料的處理
            4.2.1.2 繪制方法
        4.2.2 綜合評(píng)價(jià)模型的敏感性矩陣
        4.2.3 能見度敏感性綜合評(píng)價(jià)方法
    第三節(jié) 能見度變化敏感性綜合評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用研究
        4.3.1 數(shù)據(jù)資料來源
        4.3.2 PROVSV 曲線分析
        4.3.3 敏感性矩陣分析
        4.3.4 能見度變化敏感性的綜合評(píng)價(jià)
            4.3.4.1 當(dāng)能見度＜2 km 時(shí)，顆粒物濃度及相對(duì)濕度閾值的確定
            4.3.4.2 當(dāng) 2 km≤能見度＜5 km 時(shí)，顆粒物濃度及相對(duì)濕度閾值的確定
            4.3.4.3 當(dāng) 5 km≤能見度＜10 km 時(shí)，顆粒物濃度及相對(duì)濕度閾值的確定
            4.3.4.4 當(dāng) 10 km≤能見度＜15 km 時(shí)，顆粒物濃度及相對(duì)濕度閾值的確定
            4.3.4.5 能見度≥15 km 時(shí)，顆粒物濃度及相對(duì)濕度閾值的確定
            4.3.4.6 綜合評(píng)價(jià)模型的不確定性分析
        4.3.5 小結(jié)
第五章 灰霾分級(jí)及評(píng)估體系研究
    第一節(jié) 灰霾表征指標(biāo)的篩選
        5.1.1 灰霾的定義
        5.1.2 灰霾表征指標(biāo)的篩選
    第二節(jié) 灰霾指數(shù)及分級(jí)評(píng)估方法
        5.2.1 灰霾分級(jí)的方法
        5.2.2 構(gòu)建灰霾污染指數(shù)
    第三節(jié) 灰霾指數(shù)及評(píng)估的應(yīng)用研究
        5.3.1 數(shù)據(jù)資料來源
        5.3.2 確定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
第六章 灰霾天氣下大氣能見度下降的來源解析研究
    第一節(jié) 顆粒物來源解析模型
        6.1.1 化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）模型
            6.1.1.1 CMB 模型的基本原理
            6.1.1.2 CMB 模型的算法
        6.1.2 CMB 模型擬合優(yōu)度的診斷
            6.1.2.1 源貢獻(xiàn)值擬合優(yōu)度的診斷
            6.1.2.2 不定性/相似性組的診斷
            6.1.2.3 化學(xué)組分濃度計(jì)算值擬合優(yōu)度的診斷
            6.1.2.4 其余的診斷技術(shù)
        6.1.3 灰霾天氣下細(xì)顆粒物的來源解析模型
    第二節(jié) 顆粒物的消光模型
        6.2.1 Mie 理論
            6.2.1.1 Mie 理論中的主要特征參量
            6.2.1.2 Mie 理論中消光效率的計(jì)算
        6.2.2 Mie 理論模型對(duì)顆粒物消光特征的模擬
        6.2.3 顆粒物復(fù)折射指數(shù)及密度的確定
        6.2.4 細(xì)顆粒物的消光模型
    第三節(jié) 能見度下降的來源解析-耦合模型
        6.3.1 能見度下降的來源解析-耦合模型
        6.3.2 耦合模型的不確定性
    第四節(jié) 耦合模型應(yīng)用研究
2.5的來源解析'>        6.4.1 灰霾天氣下 PM_2.5的來源解析
            6.4.1.1 源和受體成分譜的組成
            6.4.1.2 源的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率
2.5消光系數(shù)及不同化學(xué)組分對(duì)消光的貢獻(xiàn)'>        6.4.2 灰霾天氣下 PM_2.5消光系數(shù)及不同化學(xué)組分對(duì)消光的貢獻(xiàn)
        6.4.3 能見度下降的來源解析
第七章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及不足
    第一節(jié) 結(jié)論
2.5的濃度、組分、數(shù)濃度特征'>        7.1.1 低能見度下 PM_2.5的濃度、組分、數(shù)濃度特征
2.5的濃度、相對(duì)濕度對(duì)能見度影響的閾值'>        7.1.2 PM_2.5的濃度、相對(duì)濕度對(duì)能見度影響的閾值
        7.1.3 灰霾分級(jí)及評(píng)估體系研究
        7.1.4 灰霾天氣下能見度下降的來源解析
    第二節(jié) 創(chuàng)新點(diǎn)
    第三節(jié) 不足
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文與研究成果

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7 江崟,曹春燕;2003年深圳市灰霾氣候特征及影響因素[J];廣東氣象;2004年04期

8 王臻,王辰;可吸入顆粒物對(duì)呼吸系統(tǒng)危害的研究進(jìn)展[J];國外醫(yī)學(xué).呼吸系統(tǒng)分冊(cè);2004年04期

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本文編號(hào)：2869615