《北京城區大氣細粒子化學物種的消光貢獻解析》是依託中國科學院大學，由楊復沫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：北京城區大氣細粒子化學物種的消光貢獻解析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊復沫
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
選取北京受綜合源排放影響的典型城區環境，基於持續2年在各個季節對大氣細粒子的化學物種採樣和全化學組分分析，結合各環節的誤差分析及控制對其中的關鍵物種POM進行重構；在大樣本量PM2.5化學物種構成數據基礎上建立高顆粒物濃度和重霾污染背景下PM2.5的化學消光算法，解析各化學物種對消光的貢獻；通過對比分析能見度最高和最低各20%的時期PM2.5的化學物種及其對能見度降低的定量影響，剖析其在灰霾生消過程中的時間變化特徵，提取典型霾的PM2.5特徵化學物種指標；進一步結合對氣態污染物和氣象參數的分析及氣團後向軌跡的模擬，初步診斷典型霾污染的化學成因。項目可望獲得北京PM2.5化學物種構成特徵及其對消光的貢獻率，這對結合這些物種的源解析結果等有針對性地制定行之有效的能見度達標對策及實施進程而言十分關鍵，可為我國經濟快速發展地區同時控制大氣細粒子污染和改善能見度提供有益的科學依據和方法學上的借鑑。
結題摘要
在各個季節的觀測顯示，PM2.5污染通常周期性地呈現緩慢累積、達到峰值後由於大風和降雨而快速降低的變化特徵，持續時間約為2~12天。在2013年1月中國東中部大範圍持續灰霾期間，PM2.5的日均濃度變化範圍為11.3~592 g m-3，最高濃度與最低濃度相差達52倍；平均濃度139±125 g m-3，較2011年大幅度升高；對應於I~VI級空氣品質的PM2.5的平均濃度分別為20.4、52.8、100、130、199和371 g m-3。PM2.5當空氣品質為I~II級，POM對PM2.5濃度的貢獻最大；當空氣品質為VI級時，二次無機氣溶膠的份額占到56%，其中(NH4)2SO4增長最多（占38%）。EC對PM2.5的貢獻及其變化均較小。 能見度（由消光係數基於Koshmeider方程計算）與PM2.5濃度呈指數相關（相關係數R2≥0.94），表明其對較低的PM2.5濃度敏感，而對較高的PM2.5濃度不敏感。當冬季和夏季的PM2.5日均濃度分別大於65 µg m-3和50 µg m-3，削減PM2.5所產生的能見度改善效果有限；只有當PM2.5濃度不高於該閾值（小於PM2.5日均濃度標準）時，通過控制PM2.5污染才能獲得明顯的效果。在各個季節，當PM2.5濃度較低時，POM的貢獻較大；反之，當PM2.5濃度較大時，(NH4)2SO4的貢獻顯著增加。在霾頻發的冬季（2013年1月），當消光係數高於1900Mm-1時，41-50%的消光是由(NH4)2SO4引起的；當消光係數低於100 Mm-1 ，(NH4)2SO4的消光貢獻降低到14%。相反，消光係數減小時，POM的貢獻從17-26% 增加到 37%。北京城區能見度惡化主要與不利的氣象條件以及二次無機細粒子尤其是硫酸鹽含量的大幅度增加有關，即PM2.5中的(NH4)2SO4在霾的形成和發展過程中起到重要作用。因此，為了同時有效改善北京地區的空氣品質和能見度，需要進一步加強硫的排放控制，即使是在環境空氣中SO2濃度達標的非採暖季節（包括夏季）亦應如此。
