北京市秋冬季雾霾污染特征及来源研究

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1、北京市秋冬季雾霾污染特征及来源研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：徐莉莉指导教师:贺克斌教授二○一七年六月CharacteristicsandSourcesofHazeduringAutumnandWinterinBeijingThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEnvironmentalScienceandEngineeringbyXuLiliThesisSupervisor:P

2、rofessorHeKebinJune,2017摘要摘要我国雾霾污染形势严峻，PM2.5污染是其主要原因。其中秋冬季节PM2.5的浓度最高，重雾霾现象频发，对环境空气质量和公众身体健康产生了一系列影响，因此，我们需要对PM2.5及其组分的污染特征及来源进行研究，为科学治霾提供依据。本研究旨在通过对北京市秋冬季PM2.5的长期在线观测，辅之以离线加密采样，揭示PM2.5及其主要组分浓度的长期变化特征，探讨雾霾和非霾期间PM2.5化学组成的差异，讨论重污染时二次组分的污染特征及成因的季节差异，解析冬季PM2.5的主要污染源及其贡献，为制定有效的PM2.5污染控制策略提供理论支持。北京市2014~

3、2016年秋季PM2.5的平均浓度逐年下降，其中2014年10月PM2.5的浓度最高，这与月初严重的生物质燃烧和区域传输现象有关。PM2.5/PM10比值随PM2.5浓度的升高先迅速增大，后维持较高水平或下降。该比值受相对湿度影响：秋季该比值在RH为20~60%时最大，冬季则为20~40%。高相对湿度和低风速有利于污染物的积累和二次转化，从而加重污染形势。NO-2-3和SO4的浓度随污染加重而增大，有机物是PM2.5中含量最高的组分，其相对含量随污染的加重而降低。秋冬季节NO-2-3和SO4的污染特征存在差异：随污染加重，秋季NO-2-3和SO4在PM2.5浓度中的比重及氧化率均没有表现出统

4、一的变化规律；冬季随污染加重，NO-2---3和SO4的氧化率、NO3/EC和NO3的相对含量均呈现上升趋势，SO2-2-4/EC和SO4的相对含量则先减小后增大。NO-2-3白天主要通过光化学反应、夜间主要通过非均相反应生成。SO4的主要生成途径是非均相反应。夜间SOR很高，NO2可能是主要的氧化剂。重污染时颗粒物的二次转化显著，随着RH增大，为非均相反应提供更多的可用反应位点，NOR和SOR均增大。白天光化学反应对SOC的生成具有重要贡献。2016年冬季离线采样期间利用PMF模型解析出的6种主要的污染源及其贡献分别为：二次源（41.0%）、工业过程（19.7%）、燃煤（15.2%）、机动

5、车（10.3%）、废弃物焚烧（7.1%）和建筑尘及扬尘等（6.7%）。其中，二次源的贡献最大，表明对气态前体物排放的控制势在必行。关键词：北京市；雾霾；污染特征；成因；来源IAbstractAbstractTheveryserioushazeinChinaismainlycausedbyPM2.5pollution,whichhasbroughtaseriesofproblemsonenvironmentalairqualityandpublichealth.PM2.5concentrationandthefrequencyofheavyhazeepisodeduringautumnandw

6、interismuchhigherthaninspringandsummer,therefore,itiscrucialtomakefurtherstudyoncharacteristicsandresourcesofPM2.5pollution.Inthisstudy,weaimedatgettingagoodpictureofthecharacteristicsofPM2.5anditsprimarycomponentsinautumnandwinterthroughlong-termonlineaswellasofflineobservation.Wediscussedaboutthe

7、differenceinchemicalcompositionofPM2.5betweenhazeandnon-hazedays,andthedifferenceofcharacteristicsofsecondaryaerosolsbetweenautumnandwinter.Aftervards,weaimedatexploringmainpollutionsourcesofPM2.5duringheav