京津冀区域本底大气污染物浓度的变化特征研究

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京津冀区域是我国政治、经济和文化中心,在东北亚亦有十分重要的地位。但近几年随着经济的快速发展,环境污染日趋严重,不但破坏区域环境,而且也开始危及人类健康,对全球气候变化也存在潜在的影响。为了了解该区域大气污染的变化趋势,本文利用京津冀区域大气本底观测站—兴隆站2008.6-2011.8大气NOx、O3、SO2及PM2.5的观测资料,分析了大气污染物浓度的日变化、季节变化特征及03与其前体物NOχ之间的相互关系,并研究了二次污染物PM2.5与大气氧化性Oχ之间的相关性及温度、风向对兴隆地区主要污染物03、PM2.5的影响;同时还利用HYSPLIT模型结合气象要素探讨了短期和长期区域输送对兴隆污染物浓度变化的作用。研究结果表明:(1)2008-2011年京津冀区域背景大气污染物浓度呈现较大的波动。随着2010年京津冀地区机动车保有量和工业产值地快速上升,区域背景O3、NOx、PM2.5及5O2浓度也显著上升,尤其是二次细粒子PM2.5全年超标严重,二次气态污染物03夏季时常超标。03浓度急剧上升是造成该区域大气氧化性急剧上升的主要原因,引发要素之一是区域NOχ浓度整体升高,氧化性的上升同时引起了二次细粒子浓度的上升,造成区域PM2.5同步升高。(2)03与其前体物NOχ之间存在着一定的化学关系,在白天03浓度随着NO2/NO比值的上升而上升。NO2/NO比值是大气氧化性的一个标志,比值越大,大气氧化性越强。Oχ浓度可以分为两个部分,一部分是和当地NOχ浓度有关的,可以看作当地污染的贡献;一部分是和当地NOχ浓度无关的,可以看作区域污染贡献。(3)夏季高温期间Oχ和PM2.5浓度呈现一定的正相关,大气氧化性越强,光化学二次粒子的产生对PM2.5的贡献越大。(4)兴隆夏秋季大气污染状况受到近距离偏南低空气流影响显著;冬春季节受偏北风影响,北方洁净的空气对兴隆局地污染具有稀释清除作用。(5)兴隆夏季有2类气团携带的污染物较多且比重大,对该地区污染物输送贡献明显,这两类气团高度较低,主要经过偏南方向上的北京、天津等污染较严重的大城市,容易携带污染物使兴隆空气质量下降。京津冀地区大气污染存在显著的相互输送,使03、PM2.5及Oχ的区域平均浓度整体升高,京津冀地区大气污染状况逐年恶化。
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