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北京大气气溶胶的分布情况及新论

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:夏季PM10和PM2.5中Fe、Zn和Pb的浓度在首钢最高,怡海花园则最低。尽管北京从1997年起就禁止使用含铅汽油,但北京气溶胶中Pb的含量与美国同类城市相比还是很高。如同上面提到的PM 2.5总质量浓度的空间分布一样,PM 2.5化学组分的空间分布也相对均匀。同时这也说明,北京气溶胶中的硫酸盐和硝酸盐,可能有部分来自长途传输的气溶胶。

北京大气气溶胶的分布情况及新论

表22-2和表22-3列出了PM10和PM2.5化学组分的浓度。居民区怡海花园的PM10浓度最高。这是因为冬季居民区取暖消耗更多燃煤,而产生更多污染气溶胶。加之,冬季西北风把位于上风向的首钢排放的污染物携带到怡海花园,使其污染在3个采样点中最严重。在首钢,冬季燃煤增多使其污染水平高于交通区(北师大)。夏季怡海花园PM 10浓度比其他2个点都低,表明夏季居民区污染源相对较少。交通区(北师大)的PM 2.5/PM 10比率,是3个点中最高的。这是由于交通区机动车排放的尾气,转化成更多的细粒子PM 2.5。不同采样点的PM2.5浓度,在夏季和冬季没有显著差异。这是由于PM2.5气溶胶在大气中停滞时间较长,可传输到更远距离,可以更好地相互混合,从而使其空间分布较为均匀。

表22-2 夏季3个采样点元素和离子的浓度数据(Co、Cd和V的单位为ng·m-3,其余为μg·m-3

表22-3 冬季3个采样点元素和离子的浓度数据(Co、Cd和V的单位为ng·m-3,其余为μg·m-3

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(续表)

气溶胶各组分的浓度,取决于其源头的排放强度和该组分与其源头的距离。对于那些多源头组分,其空间变化在不同季节有明显不同。北师大、首钢和怡海花园3个地区夏季PM 10中Al的平均浓度分别是5.33、4.77和3.36μg·m-3,冬季则分别为4.05、6.08和5.54μg·m-3。夏季Al在交通区(北师大)的浓度最高,这可能与机动车引起的道路扬尘以及附近工地的建筑扬尘有关。而冬季工业区(首钢)高浓度的Al则与来自工业生产的煤烟灰及道路扬尘有关。夏季PM10和PM2.5中Fe、Zn和Pb的浓度在首钢最高,怡海花园则最低。比如,夏季首钢的PM10和PM2.5中Zn的浓度分别为0.69和0.63μg·m-3,比其他2个地方都高,Pb的浓度也比另外2个点高出近2倍。首钢是污染元素诸如Zn和Pb以及元素Fe和Mn等的最大工业排放源,所以这些元素的浓度在采样点首钢要比其他2个点高。怡海花园是居民区,夏季空气相对清洁,所以污染元素浓度最低。冬季首钢的Fe浓度最高,显然来自工业排放;而冬季Zn和Pb的浓度在怡海花园最高,可能是由于冬季燃煤取暖增多带来的污染物,以及西北风从上风向地区(如首钢)带来的工业污染物的双重影响。尽管北京从1997年起就禁止使用含铅汽油,但北京气溶胶中Pb的含量与美国同类城市相比还是很高。工业区高浓度的Pb,表明工业排放源可能是北京Pb的一个重要来源。如同上面提到的PM 2.5总质量浓度的空间分布一样,PM 2.5化学组分的空间分布也相对均匀。例如,北师大、首钢和怡海花园冬季Fe的平均浓度分别为1.04、1.06和1.18μg·m-3,没有什么显著差异。而硫酸盐和硝酸盐无论夏季还是冬季,在不同点的分布也相对均匀,因为硝酸盐和硫酸盐主要通过其前体物SO 2和NO x的均相或异相反应转化而来,受点源的影响不大。同时这也说明,北京气溶胶中的硫酸盐和硝酸盐,可能有部分来自长途传输的气溶胶。

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