论文部分内容阅读
近年来，由于城市化进程的加剧，城市空气污染已经越来越突出，严重影响到了人们的日常生活。在城市空气污染中，大气颗粒物是影响我国大中城市空气质量的首要污染物，开展对城市大气颗粒物的研究，了解城市大气颗粒物的基本物理化学特性、颗粒物来源、大气颗粒物的输送和扩散等一系列特征，对治理城市大气颗粒物污染具有十分重要的指导意义。
本文通过理论分析、外场观测和数值模拟等方法，研究了南京市大气气溶胶颗粒物的基本特征，主要结论如下：
(1)南京市大气颗粒物的基本物理化学特性。
PM10的谱分布分析表明，在细粒子中，K、S等污染元素的值较大；而在总体的PM10中，Ca、Si等地壳类元素的值的较大。在PM10的17种元素当中，大约70.8％以上是Ca、Si、A1、Fe、Ti等5种地壳元素贡献的；K、S、Mn、As、Pb等5种污染元素的贡献率为25.6％左右。PM10的富集因子分析表明，Si、Ti、Fe等元素在粗、细粒子中均无明显的富集，为非富集成分，主要来自地壳；S、Pb、K、Mn等元素主要在细粒子中富集，主要来源于人为污染源：Na元素有明显的富集(主要在细粒子中)，主要来源于海洋。
PM2.5的质量浓度分析表明，南京市PM2.5的夏、冬季平均值分别为69.1 μ g/m3、139.5μ g/m3，PM2.5/PM10的变化范围在51.5％～82.6％之间，且冬季平均值比夏季平均值高9.3％，全年平均值为63.9％。PM2.5的水溶性分析表明，南京市硫酸盐(S042-)夏季平均浓度是11.58％g/g，冬季平均浓度是15.40％g/g：硝酸盐(NO3-)夏季平均浓度是1.05％g/g，冬季平均浓度是4.50％g/g。PM2.5的富集因子分析表明，南京市气溶胶PM2.5中的富集元素S、As、Zn、Pb等，主要来源于人为污染源。
(2)南京市大气颗粒物的来源和主要污染物的贡献率。
利用受体模型(receptor model)化学质量平衡法(CMB)，定量分析了南京市PM10和PM2.5的来源和主要污染物的贡献率，并与南京市TSP的来源解析结果进行了比较。
对PM10的米源解析结果表明：南京市的7类主要污染源。即扬尘、建筑尘、煤烟尘、冶炼尘、海盐、汽车尘和硫酸盐对PM10的总贡献率为93.85％，说明它们是决定南京市气溶胶PM10水平的主要贡献者。
对PM2.5的米源解析结果表明：南京市的6类主要污染源，即扬尘、建筑尘、煤烟尘、冶炼尘、硫酸盐和汽车尘对PM2.5的总贡献率为90.99％，说明它们是南京市气溶胶PM2.5的主要贡献者。
通过对不同粒径大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)来源解析结果的比较发现，土壤尘对TSP、PM10和PM2.5的贡献率相差不大；建筑尘的影响主要是在粗粒子部分；煤烟尘是影响大气细粒子的主要来源之一；硫酸盐是细粒子中不容忽视的重要来源；汽车尘对南京市大气气溶胶的影响逐步加大。
(3)南京市大气气溶胶主要污染物输送和扩散的模拟。
利用南京市空气质量数值预报模式系统对南京市主要污染物(PM10和SO2)进行了输送和扩散的数值模拟研究，得到一些初步的结论。
对PM10而言，首先，高架点源与低矮面源在一天中影响的时段有所不同。其次，高架点源和低矮面源的影响区域和范围不同。高架点源和低矮面源都有随风向向下游扩散的特征，但是，高架点源受主导风向的影响较大，其污染只对主城区的部分地区影响较明显；而低矮面源对主城区的影响则比较均匀。
对SO2而言，高架点源对整个模拟区域的SO2浓度分布影响比较明显，而且对主城区的西部影响始终比较大。
低矮面源对主城区近地面的PM10和SO2的浓度贡献起了十分重要的作用。