西安市路域环境气溶胶的浓度分布及形貌特征研究

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1、分类号:X510710-2015129092硕士学位论文西安市路域环境气溶胶的浓度分布及形貌特征研究刘茜导师姓名职称邓顺熙教授申请学位类别工学硕士学科专业名称环境工程论文提交日期2018年5月3日论文答辩日期2018年5月25日学位授予单位长安大学CharacteristicsoftheconcentrationdistributionandmorphologyofambientaerosolsinurbanroadenvironmentinXi’an,ChinaADissertationSubmittedforthed

2、egreeofMasterCandidate：LiuXiSupervisor：Prof.DengShunxiChang’anUniversity,Xi’an,China本论文得到了国家自然基金面上项目“特长隧道内机动车排放PM2.5和NO2的特征及对能见度的影响”（51478045）和陕西省科技统筹创新工程计划项目“在用重型柴油车尾气后处理技术研究与示范”（2016KTZDSF-02-01）的支持，特致谢！i摘要机动车排放是城市环境空气中PM2.5的主要来源之一。为了认识机动车排放颗粒物的特征与形貌，本论文以西安市典型交

3、通主干道（南二环）为道路测点A，以距该测试路段垂直距离340m，距A测点510m的另一点为背景点B，利用气溶胶仪器和气象站对A和B两点的颗粒物浓度与气象条件进行了一周连续的测试，同时利用数码摄像机和雷达测速仪观测了测试路段的交通量、车型组成和车速，研究了路域环境颗粒物的粒径分布及其影响因素。此外，在南二环测点A实地采集道路环境中的颗粒物，然后利用扫描电子显微镜分析采集的颗粒物的形貌特征。主要研究结论如下：（1）在西安市南二环路段A点测得的粒径在5-350nm段的颗粒物数浓度为(3.74±2.00)×104个/cm3。颗粒

4、物数浓度粒径分布呈双峰对数正态分布模式，峰值粒径分别为20.77nm和94.82nm，峰值浓度分别为3.92×104个/cm3和1.72×104个/cm3。（2）路域环境的颗粒物数浓度显著高于城市背景点。路域环境中A点PN10是城市B点背景值的2.3倍，尤其是中值粒径为0.01μm和0.02μm的两个粒径段，比值达到了2.43和3.56倍。路域环境颗粒物总数浓度（5-350nm）与中重型货车流量有显著的相关性，R=0.81，明显大于颗粒物总数浓度与总车流量的相关系数（R=-0.57）。（3）气象条件（风向、风速、温度、相

5、对湿度和太阳辐射照度）对路域环境颗粒物粒径分布有明显的影响。颗粒物数浓度随着风速、温度和太阳辐射照度的增加而减小。当环境相对湿度（RH）大于80%时，颗粒物数浓度呈现出明显的双峰分布，峰值粒径约为20nm和100nm。随着RH减小到40%，100nm处峰值逐渐消失，这表明高湿度可能有利于颗粒物核化凝结长大。（4）利用扫描电子显微镜对路域环境中收集的颗粒物进行分析，根据单颗粒的形貌和化学成分，将路域环境颗粒物（Dp<1μm）分为碳烟、有机含碳颗粒、飞灰、二次颗粒和矿物颗粒五种类型，主要以有机含碳颗粒、矿物颗粒和碳烟这三种类

6、型为主，占到了所分析颗粒物总数的90%以上。关键词：路域环境，机动车排放，颗粒物，形貌iAbstractTheexhaustpollutantsfrommotorvehiclesareoneofthemainsourcesofPM2.5inurbanatmosphericenvironment.Inordertounderstandthecharacteristicsoftheconcentrationdistributionandmorphologyofambientaerosols,thesiteAontheSout

7、h2ndRingRoadinXi'anwaschoseastheobjectofstudy.ThebackgroundsiteBwasataverticaldistanceof340mfromthetestroad,andwasatadistanceof510mfromthesiteA.TheparticleconcentrationandmeteorologicalconditionsatthesiteAandthesiteBwereobservedcontinuouslybytheinstrumentsforaero

8、solmeasurementandweatherstationsinthesetwositesforaweek.Meanwhile,thetrafficvolume,thespeedofmotorvehicleandthetypeofmotorvehicleoftheSouth2ndRingRoadwereteste