重庆市主城区PM2.5化学组成特征及对能见度影响研究

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重庆作为西部地区重要的交通枢纽,在历史上以多雾而闻名,近年来虽然重庆市主城区空气质量逐年好转,但影响重庆空气质量的主要污染因子PM2.5,导致了大气低能见度和污染程度明显增加。气溶胶颗粒物通过光反射、散射、漫射和吸收,导致大气能见度降低。本项目通过选取重庆市城区具有代表性的观测点位进行采样,采样区属于典型的文教居民混合区。采样周期为一年(2014年7月-2015年5月),按夏季、秋季、冬季、春季选择典型月连续采样。通过对重庆市主城区能见度的变化特征及影响因子的研究,为改善重庆市环境空气质量提供相关参考依据。  项目的研究内容主要分为三部分:①主城区PM2.5化学组分及其时空变化特征。在重庆市主城区选取一个监测点位,在一年时间内分春、夏、秋、冬四个季度进行采样;统重构PM2.5化学组分;探究在不同季节、不同空气污染程度、不同能见度和不同气团输入的条件下PM2.5化学物种构成的变化特征。②主城区PM2.5化学消光算法的建立。通过分析在采样周期所采集的PM2.5化学数据,结合IMPROVE消光算法,从而建立符合重庆市主城区PM2.5的化学消光算法;利用实测光学消光系数对PM2.5化学物种构成数据进行消光闭合检验。③PM2.5组分及其对能见度影响贡献解析。比较不同季节、不同空气污染程度、不同能见度条件和不同来向气团输入背景下PM2.5主要物种对消光的贡献率。  研究结果表明:重庆市主城区2014年至2015年PM2.5中元素的浓度水平及组成表现出一定的时间变化特征,无机元素排序为:夏季<秋季<春季<冬季,SO42-/NO3-比值高于国外城市和北京、上海,同我国其他城市相比也较高。2014年夏季至2015年春季重庆市主城区能见度平均值为7296m,研究期间能见度变化较呈现“一峰一谷”变化特征,在上午9:00能见度最低,下午17:00能见度最高。研究期间雨天消光系数低于非雨天的消光系数,雨天的湿消光贡献率高于非雨天的湿消光贡献率。与其他城市相比,重庆市主城区气溶胶对能见度的贡献率接近北京、深圳等城市。重庆市主城区PM2.5化学组分对消光系数的主要贡献为:硫酸盐、硝酸盐、OC和EC。不同季节PM2.5化学组分对消光的贡献略有不同,NO2对光的吸收对消光的贡献总体较低;硫酸盐的生成主要来自SO2的气相均相氧化、液相氧化反应;硝酸盐的生成以NOx转化为主,PM2.5中SOC含量高,且对能见度影响较大。综上所述,①控制燃煤排放污染,进一步加强城区内SO2排放控制,同时注意周边区域和影响区内散煤、远距离火电排放的SO2。②主城区外的监管力度弱,这部分高NOx的排放,将对主城区O3浓度产生较大的影响,建议加强内环区域以外的机动车管控,削减区域NOx排放量。③城区的大气氧化性强,控制大气中挥发性有机物的排放成为当前大气污染治理的主要问题。
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