杭州地区主要环境气象要素变化特征

论文总字数：20294字

目 录

1 绪论 6

1.1 研究目的及意义 6

1.2 国内外研究进程 6

1.3 本文的研究内容 7

2 样品采集与分析 8

2.1 采样点信息 8

2.2 样品的采集与分析 8

3 大气中水溶性离子及PM_2.5 9

3.1 大气中各水溶性离子浓度和组成 9

3.2 各水溶性离子的相关性 10

3.3 PM_2.5的酸碱性 12

4 大气中水溶性离子的变化特征 12

4.1大气中水溶性离子的年变化 12

4.2大气中水溶性离子的季节变化 12

4.3 降水天气大气中水溶性离子的变化 16

4.4霾天气大气中水溶性离子的变化 18

4.5大气中水溶性离子变化的周末效应 19

5 主要气体污染物的变化特征 20

5.1 CO的变化特征 21

5.2 O₃的变化特征 22

5.3 SO₂的变化特征 23

5.4 NO₂，NO_x的变化特征 24

5.5 SO₂/NO₂的变化特征 26

6结论 27

参考文献 28

致谢 31

杭州地区主要环境气象要素变化特征

陈百禾

, China

Abstract: In this paper, the data of water-soluble ions and PM_2.5 and several major gas pollutants in atmospheric aerosol obtained from December 2012 to November 2013 were analyzed, and their variation characteristics were analyzed. The results show that the contents of NH₄ , SO₄^2- and NO₃ in the atmosphere are high and the correlation coefficient of PM_2.5 is high between the three ions. Summer water-soluble ion concentration is the lowest, the highest in winter. Rainfall has a scavenging effect on water-soluble ions in the atmosphere. Haze weather will increase the concentration of water-soluble ions in the atmosphere. According to the value of (2 [Ca² ] 2 [Mg² ] [NH₄ ^]) / (2 [SO₄^{2 -]} [NO^3-]), the PM_2.5 in Hangzhou is acidic. Changes in the main gas pollutants, carbon monoxide, sulfur dioxide, nitrogen oxides change roughly the same as PM_2.5 changes, are the highest in winter, the lowest summer, after the summer gradually increased. Ozone concentrations are higher in summer. Hangzhou area SO₂ / NO₂ the value of the vast majority of time is less than 1, indicating that the main gas pollutants in Hangzhou is NO₂, the source for the vehicle exhaust emissions.

Key words: atmospheric aerosol; Acidity ;water - soluble ions; gas pollutants; Change characteristics

1 绪论

1.1研究目的及意义

随着我国工业和经济的快速发展，最近的几年来，我国的中、东部分地区的空气污染问题愈加严重。我国的中部和东部地区的大气环境污染问题也随之加重。其中部分地区冬季霾天气频繁出现。

空气污染问题和霾天气的出现都受到气溶胶颗粒物的作用影响。大气气溶胶是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系，分散在其中的各种粒子被称为气溶胶粒子或者大气颗粒物，粒径通常分布在0.001-100μm^[1]。气溶胶颗粒物中的主要组分是水溶性阴阳离子，这些离子被称为二次离子，二次离子对大气的能见度和消光都有影响。同时大气颗粒物对人体的健康也有一定的影响。不同粒径的气溶胶粒子对环境和人体健康的影响也不同。例如PM_2.5是现在人们所关注的重点。PM_2.5是指大气中直径小于或者等于2.5μm的颗粒物。它的粒径小在大气中的停留时间长、输送距离远。它不仅对人体健康，例如心血管病、呼吸道病及肺癌有影响；还对成云和降雨过程有影响，进而可以影响气候的变化。

现如今，我国经济飞速发展，但是社会进步的同时，我国各个地区的空气污染也逐渐严重。本次论文所用的数据是来自杭州国家基准气候站所收集分析到的PM_2.5，水溶性离子和主要气体污染物的数据，进而分析其变化特征，此次研究对杭州地区大气环境的监测、预报预警以及制定相应的防控政策具有参考价值。

1.2国内外研究进程

由于PM_2.5对人们的健康和空气质量影响越来越大，近年来国内外学者都对其进行了研究。

我国的学者们近年来在大气环境的研究上取得了很多的进展。2006年6月徐宏辉，王跃思^[2]等人通过在泰山日观峰的气象站采集大气气溶胶粒子，分析了夏季泰山大气气溶胶中水溶性离子和粒径分布，结论显示二次离子（NH₄ ,SO₄^2-,NO₃^-）和K 的变化剧烈，其他离子变化不大，来自泰山南方的潮湿气团是形成二次离子高值的原因。在2014年1到11月期间，吴丹^[3][4]等人利用FA-3型9级采样器对南京北郊的气溶胶粒径及其影响因素和大气颗粒物的浓度进行了分析，分析得出颗粒物粒径在冬季细粒径较高，春季粗粒径较高，夏季细粒径段降低不明显，粗粒径段低于其他季节。颗粒物的粗粒径段在昼夜变化上较小，细粒径段夜晚大于白天；降水对各个范围的粒径具有清除作用，但是除去夏季。在分析结束后发现南京北郊颗粒物污染严重，污染以细粒子为主。通过对宁波市区的大气监测，汪伟峰^[5]等人发现宁波市区大气中PM_2.5和PM₁₀质量浓度较高，其中二次污染离子NH₄ ,SO₄^2-,NO₃^-浓度较高，PM_2.5中OC和EC的相关性较好，表明来源一致，PM₁₀的相关性较差，表明来源相对复杂；SOC占OC的15%~35%，说明宁波冬季导致污染的光化学反应不明显。徐宏辉，刘洁^[6]等人在2008年4月、7月、10月和2009年1月,在临安区域本底站利用安德森（Andersen）分级采样器对大气气溶胶进行采样,用离子色谱法进行了分析，研究了我国长江三角洲地区气溶胶污染特征，分析结果得出硫酸根离子和铵根离子是造成雾霾天气的主要原因。

国外学者对大气环境研究也取得了许多成果。1999年7月到2000年7月L.-W. Antony Chen^[7]等人对大西洋中部地区夏季PM_2.5进行了分析。Suzuki I^[8]等人在2001年7月到2002年8月在富士山山顶进行了采样，利用离子色谱法测定了主要离子浓度，研究了富士山顶峰大气环境中水溶性离子的季节变化，并且表明了富士山是监测亚洲大陆和西太平洋大气环境的最佳地点之一。Squizzato S^[9]等人通过分析在意大利波谷东部收集到的PM_2.5样品中无机水溶性离子含量，监测了F^-，Cl^-，NO₃^-，SO₄^2-，Na ，NH₄ ，K ，Mg² ，Ca² ，研究了气溶胶的理化性质，获得的结果有助于了解波谷的二次气溶胶形成，这里是南欧空气污染严重的地区之一。

1.3本文的研究内容

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：20294字

相关图片展示：