湿沉降化学组成与大气污染源研究--以西安市长安区为例

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1、分类号:X517学校代码：10697密级:公开学号：201531604硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION湿沉降化学组成与大气污染源研究—以西安市长安区为例学科名称：环境工程作者：王小刚指导老师：赵良菊教授西北大学学位评定委员会二〇一八年六月ChemicalcompositionandatmospherepollutantsourceofwetdepositioninChang'anDistrict,Xi'anCityAthesissubmittedtoNorthwestUnive

2、rsityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringByWangXiaogangSupervisor:ZhaoLiangjuProfessor2018.6摘要摘要湿沉降指大气中悬浮的各种粒子以大气降水的形式冲刷而沉降的自然过程，湿沉降过程一方面对净化空气起着很重要的作用，另一方面空气中大量有毒污染物通过降雨/雪的淋洗和沉降降落到地表，严重破坏了生态系统，甚至威胁人体健康。对湿

3、沉降中水化学组成、污染物来源和跨区域输送等方面的研究既是国内外大气环境领域的研究重点和热点，也对大气污染控制和治理具有重要的指导意义。本研究通过对2016.2-2017.2年西安市长安区逐小时湿沉降中物理指标、水化学组成（F-、Cl-、NO--2-+++2+2+2、NO3、SO4、Na、NH4、K、Mg、Ca）的测定及对大气污染物（PM2.5、PM10、O3、CO、SO2和NO2）的记录，结合PMF和HYSPLIT模型，分析湿沉降过程中pH和湿沉降水化学特征的季节变化特征，阐明湿沉降过程对空气的净

4、化作用，揭示当地大气污染物的结构与贡献及不同时间跨区域污染物来源。结论如下：①就降雨过程而言，湿沉降过程中阴阳离子和大气污染物（除O3外）在不同月份整体变化趋势相似，即上述指标随沉降过程逐渐降低，但也存在差异，而O3变化相反。降水pH值变化较复杂，范围在5.2-6.3，平均值为5.8，略高于酸雨临界值（5.6），说明降水略偏中性。Cl-、NO--2--2、F、SO4和NO3在一月和十一月湿沉降过程中最高值分别出现于第一个小时和第三个小时，且一月和十一月各阴离子浓度整体偏高。Ca2+、NH++2++

5、2++4、K和Mg在一月高值为第一个小时，Na为第三个小时。四月份，Ca、K和Mg2+则最高值出现于第六个小时，NH++4和Na分别出现于第一小时和第三小时。七月和九月各阳离子最高均位于第一个小时，而十一月出现于第三小时。PM2.5、PM10、SO2和NO2在一月、七月、九月和十一月浓度最高值位于第一个小时，最低值位于第七个小时。在四月，PM10和PM2.5最高值分别位于第五小时和第三小时，说明两者可能存在不同来源。②就季节变化而言，春季和秋季降水pH值酸碱度略偏中性，夏冬季存在酸雨情况。SO2-

6、----4和NO3为主要阴离子，呈现春夏低秋冬高。F、NO2和Cl则冬季最高，春季最低。Ca2+和NH+2+2++++4为主要阳离子，Ca、Mg和Na在秋季最高，NH4和K在冬季最高，说明污染物排放具有季节特征。春季湿沉降类型为碳酸盐型，冬季和夏季为硝酸-硫酸混合型，秋季为碳酸-硝酸-硫酸混合型。PM2.5和PM10呈现春夏低秋冬高，且PM2.5低于PM10。SO2最高位于冬季，NO2浓度最高位于秋季，O3最高主要分布于春夏，表明秋季和冬季为大气污染物排放高峰期。I西北大学硕士专业学位论文③就污染

7、源而言，当地污染物来源与跨区域污染物输入均存在明显季节变化。四月主要排放源为交通工业源（27.08%）和地壳源（29.16%），七月交通工业源占比高达40%，海盐输送也达到最大（11.2%），九月份除交通工业源与地壳源偏高外，生物质燃烧也达到最高（12.1%）。燃煤供暖在十一月与一月明显增加，达17.16%和25.21%。短距离污染物输入路径在一月（64%）、九月（66%）和十一月（73%）均来自西北方向，可能与西风输送有关。四月和七月污染物输入主要来自西北方向，其次为西南方向。④研究表明，春季与

8、夏季空气污染较轻，可能与多风多雨的气象条件有关。秋季和冬季空气污染较为严重。尤其当地燃煤供暖在十一月与一月明显增加，达17.16%和25.21%，同时来自西北方向短距离跨区域污染物输入在一月和十一月份分别占比64%和73%。建议在春季与夏季应该注重工业治污减排，倡导清洁能源的使用以及加强春季沙尘与建筑扬尘的控制，从而有效的降低交通工业源和地壳源对空气污染的贡献。在秋季与冬季，除交通工业源方面的控制，则更应该侧重供暖期燃煤所产生的污染的控制，例如减少周边散煤的燃烧，燃煤清洁排放和增加