保定市冬季细颗粒物中有机组分污染特征与来源解析

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LUOJIAJUN32
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保定市作为京津冀地区的重要城市之一,冬季存在多次的重污染过程。其中,颗粒物污染最为明显,而大气颗粒物中的有机组分在其组成中占了很大的比重,因此,本研究于2019年2月1日-3月10日在保定市接待中心(市区)和涿州职教中心(区县)开展PM2.5手工采样,利用DRI MODEL2001A和GC-MS对样品中的碳组分以及有机组分进行分析,结合国控站点在线OC、EC数据和气象数据,利用碳质气溶胶的特征比值法、PMF模型、后向轨迹及潜在源模型,研究保定市冬季细颗粒物中有机组分浓度变化,探讨影响有机组分浓度变化的主要来源,为保定市冬季大气重污染防控提供科学依据。分析结果表明:(1)采样期间,市区和区县PM2.5的平均浓度分别达到了123.98±68.82μg/m~3和108.68±53.62μg/m~3。采样期间保定市共经历了两次重污染,空气质量达到重度及以上的污染天数共计9天。重污染时段平均相对湿度达到50%以上,平均风速在1.5 m/s以下,为高湿、低风静稳的状态,为污染物之间的反应和累积提供了良好的条件。(2)采样期间研究区(市区和区县)的OC和EC浓度分别为23.55±10.53μg/m~3、3.90±2.17μg/m~3和18.12±6.95μg/m~3、2.77±1.51μg/m~3,OC和EC的相关性较好,说明二者具有一定的同源性,而市区和区县的OC/EC的比值分别为6.04和6.54,表明采样期间保定市的污染来源主要为燃煤排放;在重污染时段Z1和Z2,市区和区县的char-EC和soot-EC比值分别为24.91、24.71和21.14、34.76,进一步说明样品中的碳组分受燃烧源影响较大。(3)使用特征比值法和PMF模型对有机组分的来源进行解析,结果显示:研究期间市区和区县PAHs的ρ(Flu)/ρ(Pyr)、ρ(Ant)/ρ(Ant+Phe)和ρ(Ba A)/ρ(Ba A+Chr)比值分别为1.18、0.25、0.40和1.29、0.30和0.32,PAHs的来源主要受燃煤和生物质燃烧的影响;市区和区县样品中糖类含量最高的是左旋葡聚糖,浓度分别为140.15 ng/m~3和139.49 ng/m~3,L/M/比值结果表明采样期间的生物质燃烧以硬木燃烧为主;有机酸中丙二酸/丁二酸和C18/C16的分析结果说明燃烧源和交通源对采样点位均存在一定的影响;而通过对SOC的估算发现二次源在污染过程中占比30-40%,说明PAHs、糖类、有机酸以及SOA的前体物在采样期间的二次转化较多;PMF模型的运行结果显示,研究期间保定市除受燃烧源影响较为严重外,还受交通源、扬尘源等污染源的影响。(4)对不同高度层的气流进行后向轨迹及潜在源分析,结果表明,采样期间保定市大气的外来传输主要受其南部(40%-60%)及东部(20%-40%)气团短距离传输的影响。潜在源的分析结果表明,在10 m、50 m以及100 m高度层,采样期间保定市的空气污染主要集中在保定市本地和其南部和东部区域,而在500m高度层,保定市受外界传输的影响更为明显,随着高度层的升高,外来传输对研究区的影响逐渐变大。
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