《運用TDMA-APM表征上海大氣亞微米細顆粒物密度分布和混合態》是依託復旦大學，由葉興南擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：運用TDMA-APM表征上海大氣亞微米細顆粒物密度分布和混合態
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：葉興南
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大氣細顆粒物的密度和混合態是計算全球輻射強迫的重要參數，也蘊藏著豐富的大氣顆粒物排放、形成和轉化信息。本項目擬以DMA-APM和V-TDMA觀測為主、以ATOFMS和TEM-EDX為輔的方法研究上海地區大氣亞微米細顆粒物的密度分布和混合態。通過長期的系統觀測，系統表征大氣亞微米細顆粒物的平均有效密度和密度分布，包括日變化特徵、季節變化特徵和典型天氣特徵。通過嚴密的梯度熱脫附實驗和系統觀測，定量表征大氣細顆粒物的揮發性和內混合態。重點研究大氣細顆粒物密度和混合態的時空演化機制，竭力透過密度和混合態信息探討大氣細顆粒物（尤其是納米顆粒物）在不同污染背景下的形成和轉化機制。所得結果可為豐富長江三角洲地區大氣污染化學理論提供基礎數據。
結題摘要
隨著我國經濟的發展和城市化進展的加快，大氣細顆粒物污染已經上升成為國家最大的環境問題之一。密度和混合態不僅是大氣顆粒物的重要理化性質，也反映了大氣顆粒物排放、 形成和轉化信息。本項目圍繞大氣細顆粒物密度和混合態，以HTDMA、VTDMA、DMA-APM和分級採樣器為主要手段，主要研究了大氣顆粒物密度和揮發性的粒徑分布特徵和季節分布特徵，研究了顆粒物分級化學分布特徵。 大氣顆粒物冬季密度觀測表明： 50-400 nm顆粒物的平均密度在1.36-1.55 g cm-3之間，隨粒徑增大而增加。這說明隨著粒徑增加，顆粒物中吸濕性的二次無機鹽和密度較大的二次有機氣溶膠的含量增加。大氣顆粒物密度的晝夜變化趨勢與PM1.0中二次無機鹽一致，說明無機鹽含量是影響顆粒物密度的重要因素。新顆粒生成事件中納米顆粒的有效密度逐漸增加，與顆粒中硫酸鹽含量變化一致，說明硫酸鹽在顆粒形成和初期增長過程起重要作用。 受季風影響，上海秋季大氣顆粒物中老化海鹽成分較高，而冬季顆粒物受生物質燃燒和燃煤影響較大，因此，不適合運用E-AIM2模型進行酸性分析。經過模型校正，我們發現主導上海大氣細顆粒物硝酸鹽形成的只有兩種機制，即N2O5水解機制和硝酸銨均相氣固轉化機制。在秋季，可能兩種機制同時存在。而在春季和冬季，均相成核機制為主導。 在長達70天的觀測周期中，SNA/PM1.0比例始終保持在0.28附近，與污染程度無關。這說明二次無機鹽和有機污染物對灰霾的形成同等重要。隨著污染進程的不斷加劇，疏水性顆粒物的含量逐漸提高，說明本地污染物的積累不斷加劇。在重污染階段，觀測到三次顆粒物快速長大過程。首先出現的是大量不吸濕、低密度的艾根模顆粒，這可歸於本地交通排放顆粒物的積累和半揮發有機化合物的快速凝結。隨著顆粒的不斷長大，顆粒物的密度和吸濕性明顯提高，說明NOx and SO2 的化學轉化和顆粒化是顆粒長大的主要貢獻者。我們的研究說明，在靜穩天氣下本地污染物的快速積累和氣態污染物二次過程導致的顆粒快速長大是上海冬季灰霾發生的主要原因。 到目前為止，已經發表標準項目資助SCI論文5篇。項目研究獲得的其他數據還在整理和待發表中。項目的成果有助於科學工作者進一步深入認識長三角地區大氣污染背景、新顆粒生成機制和灰霾形成機制，為國家科學決策大氣污染防治提供基礎數據。
