特殊事件影响下的滨海细颗粒气溶胶的化学组分变化特征
本文关键词：特殊事件影响下的滨海细颗粒气溶胶的化学组分变化特征 出处：《国家海洋局第三海洋研究所》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：悬浮在大气中的气溶胶颗粒物,对区域大气环境、人类健康及全球气候变化会产生重要的影响。目前,国内气溶胶的观测研究主要集中在一些发达的地区和大城市群,研究重点仍然是污染严重的北部内陆地区及排放量较大的污染颗粒物(如汽车尾气、燃煤污染等),而对南部沿海区域的研究较少,特别是沿海区域一些特殊的自然及人为活动对大气气溶胶影响研究更少,对突发事件的认识仍然不足。本文以东南沿海、台湾海峡西岸的海湾城市厦门区域为研究对象,利用最新的在线气溶胶质谱技术解析台风、国庆节等特殊事件对大气颗粒物的影响规律,揭示特殊的人为和自然事件对于大气气溶胶影响的过程和机理。厦门地区位于西北太平洋台风影响的核心区域,同时也是全国著名的风景旅游城市。每当节假日成千上万的游客和车辆涌入厦门,也对大气产生大量的人为污染物。独特的地理优势和自然环境,使得厦门成为研究特殊“台风”等极端自然天气事件和国庆、春节等长假人为事件环境效应的理想地点。本论文利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和四级杆气溶胶(Q-AMS),全面分析表征了2013年第7号台风“苏力”和2013年国庆长假前后厦门上空大气气溶胶的变化特征,结合不同季节硝酸盐的变化特点,着重研究了特殊的人为和自然事件对于大气气溶胶的影响,论文在以下取得了新的认知和进展:1.在2013年第7号台风“苏力”影响期间,对厦门大气颗粒物的分布特性和变化规律进行了研究,获得了台风影响前后大气气溶胶颗粒组成、浓度分布特征。台风前大量船舶驶入停靠在厦门锚地躲避台风,致使船舶的含钒颗粒物污染较为严重。研究表明:台风过后的1~2天空气非常干净,随后大气中颗粒物的数浓度快速升高。特别是建筑扬尘和汽车发动机的润滑油产生的含钙和磷酸盐的颗粒物升高最快,表明台风过后气流平缓汽车尾气和建筑扬尘仍然是主要污染源。2.在国庆长假期间,充分利用Q-AMS在定量挥发性颗粒物及SPAMS的单颗粒表征优势,深入分析厦门地区有机气溶胶的浓度、粒径分布、浓度时间序列及混合状态等特征。研究发现国庆长假期间大量的游客涌入厦门,人流、车流和物流等致使厦门大气中气溶胶颗粒物浓度在这段时间内迅速升高,Q-AMS检测到NR-PM1浓度从9.94mg/m3增加到22.23mg/m3。NR-PM1主要组分是有机颗粒物和硫酸盐颗粒物。同时,SPAMS单颗粒表征该期间厦门有机物颗粒物主要可以分为以下4大类:第一类为含钒的颗粒物(V-ECOC),一般认为是船舶和重型卡车尾气排放的;第二类是元素和硫酸盐的颗粒物(EC-SO4),日变化显示中午出现峰值是典型的二次气溶胶;第三类是汽车尾气排放的芳香类化合物(aromatic-NO3-SO4),出现早晚高峰的峰值为汽车尾气排放;最后一类为高分子碎片(HM)。国庆长期间厦门地区高温、高湿及稳定气象条件致使厦门有机气溶胶表现出老化特征,颗粒物质量浓度增加向着粒径增大的方向分布。此外,颗粒物呈现出弱酸性的特征,国庆假期尤为明显。3.运用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析厦门市夏季和冬季含硝酸盐颗粒物的特征,其中含硝酸盐分别占检测到颗粒物的65.2%和68.7%。研究结果表明:夏季受南部海洋气团的影响,海盐颗粒物明显且富钾、元素碳和有机物都集中小粒径段;冬季受北部长距离传输陆地气团影响,颗粒物中富钾和元素有机碳所占比例较大且分布在全粒径范围内。日平均变化规律显示,夏冬季硝酸盐表现出单峰且在10:00-11:00出现峰值,表明厦门地区硝酸盐主要是氮氧化物(NOX)光化学反应产生的;但冬季则表现出明显的双峰,冬季硝酸盐除了上述光学过程产生外,夜间可能还存在N2O5在夜间的水解形成的硝酸盐。
[Abstract]:In this paper , the effects of special events such as typhoon and national day on atmospheric aerosol are studied by using the latest on - line aerosol mass spectrometry ( SPAMS ) and four - stage aerosol ( Q - AMS ) . The results show that the nitrate in Xiamen is mainly produced by the photochemical reaction of nitrogen oxides ( NOx ) in summer and winter in Xiamen . The results show that the nitrate in Xiamen is mainly produced by photochemical reaction of nitrogen oxides ( NOx ) in summer and winter .
【学位授予单位】：国家海洋局第三海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X513
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，本文编号：1441420
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