北京地区大气气溶胶辐射、化学特性及来源解析

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1、科学院ofChineseAcadem、博士学位论文北京地区大气气溶胶辐射、化学特性及来源解析2013年5月学一大搬ByJingJunshanADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofScienceInstituteofAtmosphericPhysics，ChineseAcademyof一SciencesMay,2013黜盟一R一课题资助本论文得到了国家重点基础研究发展

2、规划项目“我国东部沿海城市带的气候效应及对策研究”(2010CB428503)的资助。关于学位论文使用权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经著作权入授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照、或以任何方式传播。否则，引起有碍著作权人著作权益之问题，将可能承担法律责任。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院大气物理研究所有关保存、使用学位论文的规定，即：中国科学院大气物理研究所有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅；中国科学院大气物理研究所可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解

3、密后应遵守此规定)荨名：矧饭涧僦：彩雄⋯砂夕关于学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。一别螂⋯：一71"J3∥7}中国科学院大学博士学位论文北京地区大气气溶胶辐射、化学特性及来源解析学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体

4、已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2013年月日摘要／Abstract摘要本文的总体目标是研究北京奥运会后城区气溶胶辐射特征及颗粒物中化学组分特征和来源。实验手段包括气溶胶辐射特性参数观On,0(2009．6．2010．5)、颗粒物样品的收集和化学分析(2009年4月，7月，10月和2010年1月)，分析手段有离子电荷平衡、化学质量平衡，PMF正定矩阵因子分解，PSCF潜在源分析及IMPROVE消光重建等，取得的主要成果和结论有：1．北京

5、城区年均Ab(吸收系数)、Sc(散射系数)、SSA(单次散射反照率)分别为63．73士62．06Mm～，360．45士404．96Mm～，O．82+0．09，北京城区气溶胶的吸收、散射能力较强，与过去相比Ab略有上升，Sc增加明显。城区Ab、Sc、SSA均表明出明显的日变化特征。受扩散条件和排放源强度的影响，Ab在夜间较大，Sc则在扩散条件、排放源强度、日照、气温等条件的共同影响下，高值出现在春、秋季的上午和秋、冬季的晚上，SSA的高值往往出现在午后。雾霾天气发生时，城区观测到Ab、Sc增大数倍，能见度降低明显，气象条件和后向轨迹分析发现不利的扩散条件是引起污

6、染物和水汽持续积累进而导致空气恶化的主要原因。2．北京郊区BC(黑碳)质量浓度在夏季观测期间为2．89+1．62gg／m3。风力条件对BC的积累和扩散有重要的影响，来自西北方向的风比较清洁，常使BC浓度降低，而来自观测站东南部城区的气流则常使BC浓度升高。BC质量浓度有明显的日变化特征，在上午、傍晚和夜晚均出现峰值。3．北京地区PM2．5污染水平仍然较高，年均值高达135+63¨g／m3，是新国家环境空气质量标准35“∥m3的三倍多。PM2．5中各化学组分表现出明显的季节变化特征，硫酸盐和铵盐浓度夏季最高，硝酸盐浓度春季最高。源于地壳的元素如Ca2+，M92+

7、和Al，春季最高，夏季最低。OC、EC和Cl‘的最大值出现在冬季，较低值出现在春、夏季，三者与化石燃料，尤其是煤的燃烧有密切的关系。4．离子分析显示，总阴离子和总阳离子的电荷数的相关关系非常好，PM2．5中化合物的组成形式是(NH4)2S04，NH4N03，Ca(N03)2，Mg(N03)2。冬季低温的环境下，还会存在一些氯盐。化学质量重建结果显示，年均未鉴别组分比例为28．6％，春、秋、冬三季对PM25质量浓度影响最大的组分均为矿物尘，中国科学院大学博士学位论文北京地区大气气溶胶辐射、化学特性及来源解析夏季则是二次无机气溶胶。5．利用IMPROVE方程计算气

8、溶胶吸收、散射和消光特性发现，夏季，对