深圳市大气PM25来源解析与二次有机气溶胶估算黄晓锋.pdf

中国科学: 地球科学 2014 年 第44 卷 第4 期: 723 ~ 734 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 深圳大气PM2.5 来源解析与二次有机气溶胶估算 ① ① ① ① ①* ② ② 黄晓锋 , 云慧 , 宫照恒 , 李响 , 何凌燕 , 张远航 , 胡敏 ① 北京大学深圳研究生院环境与能源学院城市人居环境科学与技术重点实验室, 深圳 518055; ② 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100871 * 联系人, E-mail: hely@ 收稿日期: 2013-04-03; 接受日期: 2013-09-02; 网络版发表日期: 2014-02-28 深圳市人居环境委环境科研课题、深圳市科技计划和国家自然科学基金项目(批准号:资助 摘要 PM2.5 是我国大气复合污染的关键污染物, 随着新的国家空气质量标准的实施, 关键词 PM2.5 成为未来我国大气污染防控的重点对象. 准确细致地掌握PM2.5 的来源结构是有效防控 PM2.5 源解析 PM2.5 的前提条件, 但全面系统的我国PM2.5 源解析研究结果在国内外文献中却鲜有报道. 研 二次有机气溶胶 究基于2009 年全年在深圳开展的PM2.5 样品采集与分析, 应用正向矩阵因子解析(PMF)模型 对其主要来源及时空变化规律进行了解析, 结果表明, 深圳市区(大学城点)大气 PM2.5 年均 浓度为42.2 μg m3, 其中二次硫酸盐生成、机动车排放、生物质燃烧和二次硝酸盐生成是最 主要来源, 对PM2.5 总质量分别贡献了30.0%, 26.9%, 9.8%和9.3%; 高氯源、重油燃烧、海盐、 扬尘和冶金工业分别贡献了PM2.5 总质量的2%~4%. 不同源贡献的时空变化规律显示, 机动 车排放主要为本地源, 二次硫酸盐和生物质燃烧主要为区域源, 而本地排放和区域传输对二 次硝酸盐生成都有重要贡献. 二次有机气溶胶(SOA) 的识别一直是颗粒物源解析的难点, 在 本研究中结合了PMF 模型与OC/EC 比值法对PM2.5 中SOA 进行了估算, 结果表明, 深圳市 区(大学城点)PM2.5 中SOA 年均浓度为7.5 μg m3, 占有机物质量的57%, 机动车排放是SOA 前体物的最主要来源. 研究可为国内今后更广泛深入地开展 PM2.5 污染与源解析研究提供相 关案例借鉴. PM2.5 是大气的重要污染组分, 其化学组成复杂, 如各种燃烧源; 另一类是大气中的化学过程使原来 粒径小, 停留时间长, 可显著降低大气能见度, 改变 的气态组分氧化而产生的粒子, 如硫酸盐、硝酸盐和 成云过程, 并在气候变化中起到重要作用(唐孝炎等, 一些有机化合物, 属于二次源. 已有的研究表明, 我 2006). PM2.5 中含有酸性物质、多环芳烃和重金属等 国PM2.5 污染形势异常严峻, 部分城市 PM2.5 平均浓 众多有毒有害组分, 流行病学研究表明其对人体健 度甚至超过100 μg m3, PM2.5 已成为我国大气复合污 康尤其是呼吸系统功能有明显损害(Pope 等, 2006; 染的关键污染物(Yang 等, 2011). 高浓