北京地区pm2.5的成分特征及来源分析

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1、万方数据第18卷5期2007年10月应用气象学报JoURNALOFAPPT，1EDMETEOROLOGICALSCIENCEv01．18。No5October2007北京地区PM2．5的成分特征及来源分析+徐敬1)2’丁国安1’颜鹏1’王淑风1)孟昭阳1’张养梅1’刘玉彻1’张小玲2’徐祥德1)”(中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心中国气象局大气化学重点开放实验室，北京100081)2’(中国气象局北京城市气象研究所．北京市气象局大气成分观测-q分析中心，北京100089)摘要选用2003--2004年初PM25连续观测资料，统计分析了北京地

2、吒PM25的特征、PM25与PM仲以及PM25与地面气象要素的相互关系。结果表明：四季中夏季PM2j浓度摄低，冬、春两季旅度较高。PMz5与PMlo比值平均为055，非采暖期两者比值为052，采暖期两者比值为062；夏季该比值主要分布在0．3--0．6之间，春、秋两季该比值分布在0．3--08之何，冬季采暖期该比值分布在0．4～0．9之间。P心5与PM】o比值n变化与气象条件日变化、人们日常生活习惯密切相关，沙尘天气和交通运输高峰期扬起地面粗颗粒物会导致PMz，在PM，D中的比例下降，而冬季取暖以及夏季光化学反应则会引起PM25的比例升高。PM2s的浓度与地

3、面气象要素中本站气压、相对湿度和风速有很好的的相关性，与气温的相关性较差。S04卜，N03和NH4。为北京地区PM25中主要离子。PMF源解析方法确定了北京地区5娄细粒子污染源，分别是：土壤尘、煤燃烧、变通运输、海洋气溶胶以及钢铁工业。关键词：北京地区；PM25；元索；PMF引言可吸人颗粒物PM，。是我同大部分城市的主要空气'污染物质之一，特别在北京已经成为最主要的空气污染物【lJ。由北京市环保局发布的空气质量日报可知，近两年来，全年中PM，。占首要污染物的天数接近90％。国外大量研究表明，PM25在PMlo中占有很大比例，污染越重的地区PM25与PMIo的

4、比值也越大，据美国和加拿大几个城市报导：污染较轻的城市PM2；与PM．。比值在0．3～0．4之间，污染较重的城市该比值在05—0，7之间。统计结果表明北京地区PM25与PMlo比值年均约为0，55L2j。可吸人颗粒物中的PM25因其粒径较小、同时比表面积较大，和粗颗粒物相比它更容易富集有毒物质，其质量浓度与人体健康密切相关，此外PM25对大气能见度的降低有重要影响。因此，对PM2，的研究得到了越来越多的重视，很多发达国家对PM：；的研究工作开展较早，欧美等国都以PIVI，，作为评价颗粒物污染的标准，我国在这方面起步较晚、缺乏长期的系统监测资料。北京作为我国首

5、都，环境问题代表了同家形象，自20世纪70年代中期开始，尤其足1998年以来对城近郊区燃煤的限制，使得s@污染基本上得到了控制，但是汽车数量猛增，导致对流层氓浓度E升，提高了光化学反应生成二次气溶胶的活性，很大程度上影响了空气中细粒子的浓度水平。因此，北京地区PM：，污染问题得到了广泛关注，自20世纪末科学家们围绕PM：，质量浓度，堂化特征、PM。的化学组成、VM2，与气象条件的相关性以及来源问题等作了大量的研究工作。本文采用较长时间的连续观测资料对PM2，污染特征作了分析，特别是对北京地区PM2，与可吸入颗粒物PM，o的相互关系做了重点分析，利用TEOM仪

6、器可以实时采集PM2，和PM。质量浓度的特点，文中得出了不同季节PM：5与PM．。的日变化特征。此外，目前对颗粒物源解析依然以受体模型为主，主要分为化学质量平衡方法(CMB)和多元分析方法”J，前者需要对可能来源的化学成分谱进行测量，往往花费大·国家重点基础研究发展规划项目(TGl999045700)、国家科学技术部国际科技台作重点项日(2004DFA06100)、科技部公盘性鼋点研究项目(200IDlAl0009)和中围气象局气候变化专项(【礤F2005—3一DHl3)共同资助。2006-06—21收鲥，2007一Ol一07收到再改籍。万方数据鹿用气象学报

7、18卷量财力和人力，后者解析出来的成分谱和载荷有时出现负值14-5J。本文采用PMF(positivematrixfac—totization)方法进行PM25源解析，PMF方法是当前一种先进、有效的源解析方法，该方法已经成功的对中国香港、泰国和西班牙等国家和地区大气中颗粒物的来源进行过研究”⋯。1观测实验本文所用的资料分别来自白石桥地区的北京舞蹈学院和中国气象局培训中心的主教学楼楼顶(测点高度约40m左右)，两地相距约2km，都位于环境相对清洁的科研、教学、办公区。采样时间分为两段，其中2003年1月29日一5月21日在北京舞蹈学院采集：2003年8月4日

8、一2004年1月5日在中国气象局培洲中心采集。观测仪