大气污染物长途传输的不同影响及新论

图42-6　（a）上海污染天期间的48 h气团后向轨迹；（b）上海2013年1月12—15日PM2.5的潜在源贡献函数分布图；（c）北京污染天期间的48 h气团后向轨迹；（d）花鸟岛污染天期间的48 h气团后向轨迹。（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

图42-6给出了北京、上海、花鸟岛在此次严重大气污染期间，气团的48 h后向轨迹。上海污染天（PD＿上海）期间的气团，主要受江苏、浙江等地影响，颗粒物中的NO 3-／SO24-比值在1.1～2.0之间，与之前主要由长三角局地污染排放导致的上海雾霾期间的比值较为接近［38］。潜在源贡献函数（potential source contribution function，PSCF）的分析结果也表明，1月12—15日上海的大气污染主要受上海本地、江苏南部以及浙江北部局地排放的影响。而到了1月16日，气团后向轨迹表明，上海受来自中国华北地区污染气团的影响，其间颗粒物中的NO 3-／SO 24-比值明显地下降到了0.6，与北京污染期间的比值较为接近，进一步说明在此次重霾天，上海受中国北方污染气团长距离传输的影响。

北京污染天（PD＿北京）期间，1月10日和12—13日的气团，经由高污染排放地区的河北和天津，传输至北京；且输送路径的垂直高度较低，可携带大量污染物。北京污染最为严重的1月12日，SO 24-的浓度比11日高出了92%，而NO 3-浓度的增加比例仅为51%，导致ΔNO 3-／ΔSO24-比值在1月12日下降到了0.4。人为污染源排放清单的数据表明，北京氮氧化物和SO 2排放量的比值NO x／SO 2为1.5，而整个华北地区排放量的NO x／SO 2可低至0.5［39］。北京污染期间颗粒物中的NO 3-／SO 24-比值，与华北地区污染物排放量的NO x／SO2更为接近。此外，与燃煤排放密切相关的Cl-、As、Cd、Pb等组分，在12日的浓度也比11日高出80%，说明区域污染传输对此次北京的严重大气污染有显著贡献。

而在远离大陆的东海花鸟岛，如图42-6所示，污染天（PD＿花鸟岛）期间的大气环境受华北地区以及长三角地区污染传输的影响。如上所述，花鸟岛当地的人为排放污染源几乎为零，而华北地区和长三角地区颗粒物中的NO 3-／SO 24-比值差异较大，故可以初步用NO 3-／SO 24-比值判断花鸟岛大气污染的来源。如表42-2所示，污染天（PD＿花鸟岛）期间NO 3-／SO24-比值仅为0.6，与北京污染期间的比值更为接近。值得一提的是，花鸟岛非污染天（ND＿花鸟岛）期间NO 3-／SO24-比值是0.4，为3个站点最低，且非污染天期间NO 3-的平均浓度仅为1.3μg·m-3。由于花鸟岛当地居民少（不足2 500人），且机动车数量极少，故非污染期间的NO 3-，很有可能与船舶排放有关。而在污染天期间，NO 3-／SO24-的比值与北京的比值更为接近，说明污染天期间花鸟岛更多受来自华北地区污染气团的影响。表42-3给出了污染天和非污染天期间颗粒物中污染元素As、Cd、Cu、Zn和水溶性离子K+与矿物元素Al的比值。可以看出，非污染天（ND＿花鸟岛）期间这些比值与ND＿上海期间的比值较为接近。因此可推断，平时花鸟岛主要受长三角大气传输的影响；而在污染天（PD＿花鸟岛）期间，这些比值明显升高，且与北京污染天期间的比值更为接近，进一步说明此次重霾天期间，花鸟岛的大气污染主要受华北地区污染物长距离传输的影响。

表42-2　不同站点PM 2.5中SO24-和NO3-的平均浓度（μg·m-3）以及NO3-／SO24-比值的比较(www.xing528.com)

（续表）

表42-3　污染天与非污染天期间PM 2.5中K+、As、Cd、Cu、Zn与Al的比值