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        蘇北城市秋冬季節(jié)大氣細(xì)顆粒物污染來(lái)源解析研究

        2021-03-11 00:37許純領(lǐng)
        綠色科技 2021年2期
        關(guān)鍵詞:宿遷市氣溶膠宿遷

        許純領(lǐng)

        (江蘇省宿遷環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,江蘇 宿遷 223800)

        1 引言

        近年來(lái),隨著宿遷市經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程不斷加快,大氣環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題日趨嚴(yán)重。2013年后空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系發(fā)生了新的變化[1],宿遷市加大治理力度,空氣質(zhì)量狀況取得明顯改善,2019年P(guān)M2.5年均濃度為47 μg/m3,比2013年改善36.5%,比2018年改善9.6%,但仍未達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)年均限值,空氣質(zhì)量改善減降乏力特征已初步顯現(xiàn),大氣污染攻堅(jiān)已進(jìn)入深水區(qū)。依據(jù)2020年秋季宿遷市國(guó)控站點(diǎn)中顆粒物濃度最高的宿遷學(xué)院站點(diǎn)數(shù)據(jù)和單顆粒氣溶膠質(zhì)譜數(shù)據(jù),從PM2.5時(shí)空分布、成分特征、來(lái)源解析等多方面開展污染成因研究,以期為宿遷市大氣污染攻堅(jiān)提供參考依據(jù)。

        2 數(shù)據(jù)與方法

        2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

        環(huán)境空氣污染物濃度數(shù)據(jù)來(lái)源于宿遷學(xué)院國(guó)控站點(diǎn)2020年秋季的小時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),氣象數(shù)據(jù)來(lái)自于宿遷市氣象臺(tái)和站點(diǎn)氣象五參數(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,在線源解析數(shù)據(jù)來(lái)自單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀( SPAMS)[2]實(shí)時(shí)源解析結(jié)果。

        2.2 分析方法

        2.2.1 Pearson系數(shù)研究

        (1)

        2.2.2 硫氧化速率和氮氧化速率

        硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)可用來(lái)反映SO2和NOx等氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為二次氣溶膠的程[4],其值越高,表明氣態(tài)污染物的氧化程度越高,計(jì)算公式[5]分別為:

        (2)

        (3)

        式(2)、(3)中,n指對(duì)應(yīng)成分的物質(zhì)的量(mol) 。

        3 結(jié)果與討論

        3.1 PM2.5污染來(lái)源解析

        利用單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀(SPAMS)[6],分析了PM2.5實(shí)時(shí)來(lái)源解析,結(jié)合本地的能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將宿遷市大氣細(xì)顆粒物污染來(lái)源歸結(jié)為6類,分別為:燃煤、工業(yè)工藝(非燃燒產(chǎn)生的顆粒)、機(jī)動(dòng)車尾氣、揚(yáng)塵、純二次無(wú)機(jī)源及其它;二次無(wú)機(jī)源是指質(zhì)譜圖中只含有硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等二次離子成分的顆粒物,這類型顆??梢栽谝欢ǔ潭壬戏从炒髿舛畏磻?yīng)的強(qiáng)度;未包含在上述源類以及未被識(shí)別的顆粒物歸于其它源[7]。采用EPA PMF 5.0模型進(jìn)行來(lái)源解析,機(jī)動(dòng)車排放是宿遷學(xué)院站點(diǎn)周邊PM2.5最主要的來(lái)源,貢獻(xiàn)率為36.67%;其次為燃煤和工業(yè),貢獻(xiàn)率分別為20.53%和15.45%;揚(yáng)塵和二次無(wú)機(jī)鹽也分別貢獻(xiàn)了10.29%和11.91%(圖1)。

        圖1 PM2.5污染源貢獻(xiàn)

        3.2 PM2.5污染過(guò)程分析

        監(jiān)測(cè)期間宿遷學(xué)院站點(diǎn)的PM2.5的濃度范圍為9~101 μg/m3,平均濃度為36 μg/m3,出現(xiàn)三次污染過(guò)程。

        第一次污染過(guò)程出現(xiàn)在2020年10月12日10:00~12:00,顆粒物濃度峰值高達(dá)72 μg/m3,污染期間主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)且風(fēng)速較大,此次顆粒物污染為傳輸型污染。與其他兩次污染過(guò)程相比,第一次污染過(guò)程中Si元素占有一定比例,實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)東邊有施工工地,且存在大量未覆蓋裸土,說(shuō)明第一次污染過(guò)程中宿遷學(xué)院站點(diǎn)PM2.5濃度受到東邊揚(yáng)塵源的嚴(yán)重影響。

        圖2 2020年10月11~18日污染過(guò)程分析

        3.3 PM2.5組分特征分析

        圖3 PM2.5及其重要組分的Pearson相關(guān)性分析

        圖4 NOR、SOR以及濃度時(shí)序變化規(guī)律

        4 結(jié)論

        (1)2020年10月11~18日監(jiān)測(cè)期間,宿遷學(xué)院站點(diǎn)的PM2.5出現(xiàn)三次污染過(guò)程。第一次顆粒物污染為傳輸型污染,站點(diǎn)PM2.5濃度受到東邊揚(yáng)塵源的嚴(yán)重影響。第二次和第三次顆粒物污染均為累積型污染,主要由二次硫酸鹽和二次硝酸鹽的轉(zhuǎn)化引起。

        (2)根據(jù)來(lái)源解析結(jié)果,確定機(jī)動(dòng)車排放是宿遷學(xué)院站點(diǎn)周邊PM2.5最主要的來(lái)源,貢獻(xiàn)率為36.67%;其次為燃煤和工業(yè),貢獻(xiàn)率分別為20.53%和15.45%;揚(yáng)塵和二次無(wú)機(jī)鹽也分別貢獻(xiàn)了10.29%和11.91%。

        (3)建議在秋冬季重污染應(yīng)急響應(yīng)期間一是要加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車排放管控,二是加強(qiáng)二次無(wú)機(jī)組分前體物SO2、NOx及NH3排放源的管控,減少本地排放影響。

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