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珠三角作为中国的三大城市群之一,臭氧和细颗粒物污染在秋季均较为严重,呈现明显区域性和复合型的污染特征。目前在珠三角开展的模拟研究对臭氧和颗粒物的过程分析有了较深入的认识,但缺乏对臭氧化学反应速率的全面解析;在臭氧和颗粒物的来源上,对于区域内重要的源排放地区和类别对臭氧和细颗粒物影响的研究还十分有限。因此,深入研究珠三角地区臭氧化学生成以及臭氧和细颗粒物的来源贡献,对于控制珠三角大气复合污染具有重要意义。 本文运用WRF-SMOKE-CAMx系统模拟了2008年10月珠三角臭氧、NO2、SO2和颗粒物浓度,采用综合反应速率分析(IRR)方法研究珠三角的臭氧生成过程,利用臭氧来源识别技术(OSAT)和颗粒物来源识别技术(PSAT)研究珠三角区域内的主要排放源区和类别的源对臭氧和PM2.5及二次无机组分的生成贡献。主要结论如下: 佛山、中山和珠江口地区的大气氧化性较强,正午时月均近地面总氧化剂生成速率在20ppb/hr以上。珠三角秋季自由基增殖较快,珠江口的近地面HOx新生成速率高达8ppb/hr以上,HOx反应速率高达50ppb/hr以上。珠三角中部城区站点的OH主要与人为源VOC反应,而郊区站点的OH与异戊二烯反应速率较高。正午时,珠三角近地面臭氧生成在珠三角中部和江门城区、中山和东莞等地受VOC控制,臭氧生成的VOC控制区范围从模型第一层到第八层不断缩小;在北部和东部郊区受NOx控制。广佛、中山和东莞等NOx排放较大的地区日间臭氧生成一直处于VOC控制,江门东部的臭氧生成经历了由早上的VOC控制演变为下午的NOx控制。 广州、佛山、深圳和东莞等臭氧前体物排放较大的地区对珠三角VOC控制下臭氧的生成贡献大于对NOx控制下臭氧的生成贡献。广州、佛山的排放对区域臭氧影响范围较大,最大贡献可达25ppb以上。流动源和溶剂使用对各类型污染天的下风向地区的臭氧有10-20ppb贡献。西部污染下的重污染日14点肇庆城中的臭氧来自边界外的贡献和肇庆本地、佛山、广州的贡献均较大;西南部污染下的重污染日14点江门东湖的臭氧来自边界外的贡献高达60ppb,广佛和东莞对其臭氧贡献较大;南部污染下的重污染日14点香港塔门仅有20ppb臭氧来自边界外传输,臭氧以珠三角区域内贡献为主。珠三角边界外传输贡献的臭氧浓度较高(30-60ppb),较大的背景臭氧浓度得珠三角在出现不利污染气象条件的情况下更易发生臭氧污染,但珠三角的前体物排放是造成污染时段臭氧浓度升高的主要原因。 西南部和西部污染下主要源排放地区对区域PM2.5的浓度贡献高于南部污染类型,但广州、佛山和江门的排放对区域PM2.5的浓度贡献高值在三种类型下均在10μg/m3以上。电厂和工业大点源对PM2.5浓度影响最大,二次无机气溶胶中硫酸盐主要来自电厂和工业大点源,硝酸盐主要来自电厂和工业大点源和流动源,铵盐主要来自生物质燃烧和农业活动源和生活与废物处理。珠三角内的PM2.5和二次无机组分浓度高值区域以珠三角的源贡献为主,控制珠三角本地的前体物排放对控制PM2.5和二次无机组分浓度有重要作用。