典型沙尘多发地银川市PM2.5污染特征及来源分析

来源 :中国环境科学研究院 | 被引量 : 21次 | 上传用户:hefner
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细颗粒物(PM2.5)是当前影响我国城市空气质量的主要大气污染物,也是众多城市的大气环境首要污染物。PM2.5对城市能见度、气候及人体健康均有重要的影响。近年来国际上都把PM2.5做为研究目标和严格控制的首要污染物,国内研究者也针对PM2.5的形成机制、组成特征、来源等问题开展了大量的研究。本研究针对典型沙尘多发区银川市PM25的污染情况,在研究区域进行了长期的PM2.5的环境受体采样,同时采集了污染源样品,对样品进行了3类化学组分的分析,基于获得的数据,运用多种分析方法和CMB等模型方法开展了银川市PM2.5污染特征及来源分析研究,本文主要研究结果如下:(1)银川市的PM2.5年均质量浓度为77.13μg/m3,春季、夏季、秋季和冬季的PM2.5质量浓度分别为119.82μg/m3,40.03μg/m3,51.86μg/m3,94.01μg/m3,PM2.5污染的季节性特征很明显,春季和冬季是银川市PM2.5重污染时段,夏秋两季PM2.5浓度达标情况良好。不同城市功能区浓度相差在20.06-80.15μg/m3之间,其中交通商业区PM2.5浓度最大。(2)组成分析表明:无机元素是银川市PM2.5中含量最高的组分,占PM2.5相对比例达36%,其次为碳成分,占比为33%,二次水溶性离子占比最小;春季无机元素占比最高达42%,显示了研究区域春季为沙尘季节的特征,夏季和秋季二次无机离子占比加大,冬季二次离子及碳成分质量浓度均大幅上升。(3)组分间分析表明,银川市OC与EC相关性很高,两者来源有很大的一致性;春季和夏季SOR、NOR远高于秋季和冬季,原因是春季SO42-、NO3-受沙尘影响大,而夏季主要受大气光化学反应的影响;元素间相关性分析表明Fe、Al、Ti三者及Mg与Sr有共同来源,Cu、Zn、As、Pb受人为源影响大。(4)春季PM2.5中地壳元素与二次无机离子、碳成分的相关性均很明显,说明春季银川市的PM25整体主要受自然风沙尘的影响,沙尘过程组成分析也证明了这个结论;冬季地壳元素与二次离子、碳成分相关性不明显,但碳成分与二次离子间相关性显著,说明冬季PM2.5来源相对复杂,人为排放源和自然源均有重要作用。结合区域气流来源及颗粒物浓度分析,春季和冬季的西北传输气流某种程度上也提升了春季和冬季沙尘颗粒对PM2.5的影响。最后利用CMB模型对银川市PM2.5进行定量来源分析,城市扬尘、煤烟尘、机动车尾气尘、二次粒子为PM2.5的四个主要贡献源,分担率分别为29%、18%、14%、13%,建筑尘和冶金尘分担率占比很小,各源贡献存在明显季节性差异;PMF的解析结果与CMB结果相符;结合组成分析和模型解析的结果总结,银川市PM2.5整体受土壤沙尘的主导影响,尤其是春季,而冬季人为影响的大幅加强则成为冬季PM2.5超标的主要因素,夏季和秋季PM2.5的优良表现是人为源和自然源贡献共同减小的结果。
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