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新论:北京大气气溶胶的时间和季节分布

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:此外,不同时间的源排放强度变化,也会影响这些变化。图22-3也显示了气溶胶中化学组分的季节变化。表22-4给出了采样期间SO2、NO 2、CO和O3的平均浓度。冬季高浓度的NO 2和CO可能与2个因素有关。气象条件也是影响空气污染程度的重要因素。夏季的气象条件加上夏季较高浓度的O 3,决定了北京夏季气溶胶含有较高的二次污染气溶胶,这是北京大气气溶胶的典型特征之一。

新论:北京大气气溶胶的时间和季节分布

图22-3 怡海花园采样点PM10和PM2.5中某些元素和离子随时间的变化图(彩图见下载文件包,网址见14页脚注

图22-3为怡海花园采样点PM 10和PM 2.5中6种元素(Fe、Ca、Al、Zn、Pb、Cu)和3种离子(NH 4+、NO 3-和SO24-)的时间变化图。这些元素和离子都呈现出强的日变化。PM 10中Fe的浓度范围为0.47~10.60μg·m-3,Ca为0.71~35.76μg·m-3,Al为0.35~12.82μg·m-3,Zn为0.038~3.45μg·m-3,Pb为0.004 1~1.74μg·m-3,Cu为0.016~0.27μg·m-3,NH 4+为1.26~40.60μg·m-3,NO 3-为3.57~65.60μg·m-3,SO 24-为3.30~121.11μg·m-3。与此类似,PM 2.5中这些元素和离子的日变化也很大。例如,Al的浓度变化范围为0.29~2.36μg·m-3,Zn为0.067~1.96μg·m-3,SO 24-为3.49~77.09μg·m-3。这种日变化应归因于气象因素,如温度、相对湿度风速等的变化。它们或者有利于污染物的扩散,或者有利于污染物的积累。此外,不同时间的源排放强度变化,也会影响这些变化。

图22-3也显示了气溶胶中化学组分的季节变化。冬季元素和离子的浓度约是夏季的1~3倍。表22-4给出了采样期间SO2、NO 2、CO和O3的平均浓度。冬季SO 2、NO 2和CO的平均浓度分别为156μg·m-3、98.2μg·m-3和8.4 mg·m-3,为夏季浓度的10、1.5和2.9倍。工业排放量在全年各个季节一般不会有显著差异,冬季取暖消耗燃煤产生较高浓度的SO2,导致气溶胶中有较高浓度的硫酸盐。Yao等[16]也发现,冬季SO 2和硫酸盐有高相关性。冬季高浓度的NO 2和CO可能与2个因素有关。一是冬季燃煤用量增加,排放出更多的NO2和CO;二是机动车辆由于冬季的冷发动,而排放出更多的汽车尾气。冬季较高浓度的硝酸盐,还由于该季节较低的温度有利于气态硝酸向颗粒态的NH 4 NO3转化[22]。气象条件也是影响空气污染程度的重要因素。图22-4给出了采样期间风速、温度、相对湿度等各种气象条件的变化。冬季较低的风速和低温,有利于污染物的积累;而夏季的高温,则有利于空气的对流和污染物的扩散。此外,冬季裸露的地表易于起扬尘,而夏季较多的雨水则更利于颗粒物的清除。值得注意的是,夏季O 3的浓度为93.0μg·m-3,比冬季20.6μg·m-3高出了4.5倍。如此高浓度的O 3,会促进光化学反应,并生成更多的二次气溶胶。因此如上文所提及,SO24-、NO 3-和NH 4+在夏季所占总质量浓度的百分比(26.1%、17.5%和12.9%)高于冬季(16.4%、10.6%和11.1%)。夏季的气象条件加上夏季较高浓度的O 3,决定了北京夏季气溶胶含有较高的二次污染气溶胶,这是北京大气气溶胶的典型特征之一。

表22-4 采样期间SO2、NO2、CO和O3的浓度(CO单位为mg·m-3,其余的为μg·m-3)(www.xing528.com)

图22-4 采样期间的气象条件(彩图见下载文件包,网址见14页脚注)

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