南京北郊气溶胶数浓度分布与人体内粒子沉积特性研究

发布时间：2020-06-12 14:20

【摘要】：本文使用宽范围颗粒粒径谱仪(WPS)对2015年1月和4月南京北郊大气气溶胶数浓度进行观测,对不同空气质量级别下的气溶胶数浓度谱分布特征、各模态粒子的日变化特征进行总结。分别从高空天气形势和地面气象要素的角度,辅以后向轨迹分析,综合讨论气象条件与各模态粒子浓度的变化关系。通过逐步回归方法建立了气溶胶数浓度的气象要素-污染气体综合因子预报模型,并进行独立预报试验检验。使用多路径粒子剂量测量模型(MPPD v.3.04)估算不同空气质量级别下、人体休息与运动状态下,细粒子在呼吸系统不同部位的沉积分数和沉积数浓度分布。结果表明,冬春季气溶胶数浓度谱均为单峰分布,冬季气溶胶平均总数浓度约为35.34×104cm-3,且峰值随空气质量降低而向大粒径移动;春季气溶胶平均总数浓度约为60.85×104 cm-3。核模态和爱根核模态数浓度均为春季冬季,积聚模态数浓度为冬季春季。日变化特征方面,冬季总数浓度在7:00～10:00、17:00～20:00出现峰值,且空气质量越差峰值越高;核模态除以上两峰外还在午后13:00～14:00出现峰值。春季总数浓度在空气质量二级以上14:00后至夜间持续较高;核模态在12:00～14:00出现峰值,爱根核模态午后数浓度较高,积聚模态峰值随空气质量下降而增大。观测期间有利于污染物累积的天气型为高压型和鞍型场,有利于污染物扩散和清除的天气型为准静止锋型和槽前型。后向轨迹分析结果显示,偏西方源气团带来较重污染,偏北方源气团较为清洁。地面风场分析结果显示,偏南风影响下数浓度较高;局地排放对爱根核模态和积聚模态数浓度贡献较大;西北风影响下冬季数浓度较高而春季反之。在气溶胶数浓度统计预报模型的建立与检验中,总数浓度拟合部分的平均绝对误差为1.75×105cm-3,平均相对误差为45.40%,均方误差为2.42×105cm-3;预报试验部分的平均绝对误差为1.94×105cm-3,平均相对误差为47.82%,均方误差为2.97×105cm-3。人体内粒子沉积特性主要表现为,核模态和爱根核模态沉积分数在休息和运动状态下近似,积聚模态沉积分数在运动时是休息时的2.49倍。肺部对核模态和爱根核模态总沉积分数贡献最大,休息时约占48.17%,运动时约占54.23%,头部对积聚模态总沉积分数贡献最大,休息时约占41.23%,运动时约占80.47%。各部位中总沉积数浓度大小关系为:肺部气管支气管头部。运动时肺部核模态沉积增多,气管及支气管和头部积聚模态沉积增多;头部表现出空气质量越差,运动较休息增长越多的特点。
【图文】：

示意图,大气颗粒物,气象条件,污染源

图１．１．１大气颗粒物主要模态、来源、形成和清除机制示意图［１６］逡逑究表明，同一污染源排放所造成的近地层污染物体积分数，在不同气象条件下可相差几逡逑十倍乃至几百倍［１７］。因此，大气中的污染物浓度由排放源强度和天气气候变化共同决定逡逑［１８］，在局地污染源强度相对稳定的情况下，污染物浓度变化主要受天气形势影响逡逑城市环境中重污染事件的发生主要归结为不利于污染物扩散的天气条件，而并非突然增逡逑加的排放源＠１。因此，为了更好地了解气象条件如何影响空气质量，气象要素和天气形逡逑势变化与近地面污染的关系已成为重要的研究方向。逡逑随着工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长，大气环境质量日逡逑趋恶化，大气中颗粒物已成为影响全球环境和人类身体健康的主要因素之一。国际癌症逡逑研究总局（ＩＡＲＣ）已经承认室外空气污染是导致癌症发病甚至死亡的主要环境原因，逡逑大气颗粒物作为空气污染物的主要成分，己被归为致癌物之一［２１＿２２］。近年来，我国霾现逡逑象日渐频发，颗粒物对人体健康的影响引起了政府和公众的广泛关注。长江三角洲一直逡逑

周边环境,观测点,地理位置,南京

严重的影响。其西南方向约９００邋ｍ为南京龙王山风景区，海拔约１００邋ｍ，自然风貌良好，，逡逑植被覆盖率较高；其西侧和北侧为南京信息工程大学校园主体、城镇住宅区和农田。观逡逑测点周边情况如图２．１．１所示。逡逑来源：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｓｙｅｓ．ｃｎ．逡逑图２．Ｌ１观测点地理位置及周边环境示意逡逑９逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X513;X503.1

【参考文献】