莱芜市大气颗粒物污染特征及来源解析

发布时间：2020-07-02 15:10

【摘要】：本文以莱芜市为研究区域,选定2016年为基准年,以大气颗粒物为研究介质,针对四个季节,采集了三种粒径(TSP、PM_(10)、PM_(2.5))的大气颗粒物,分别对5个环境空气点位进行手工样品采集,并且结合长期在线监测数据进行分析,获得了莱芜市大气颗粒物的主要污染特征。根据污染源属性,分季节采集了土壤风沙尘、道路尘、城市扬尘,采集了建筑水泥尘、煤烟尘和机动车尾气尘等污染源样品,并对其特征进行分析。对采集的环境受体样品进行实验,分析其载带的水溶性离子、OC、EC的复合污染特征,对莱芜市大气颗粒物进行来源解析,结合后向轨迹探讨莱芜市大气颗粒物在重污染天气下的气团迁移规律,并提出莱芜市大气污染控制措施和综合防治策略。(1)2015年至2017年PM_(10)的浓度分别为134.25μg/m~3、126.17μg/m~3和113.00μg/m~3,PM_(2.5)的浓度分别为85.50μg/m~3、72.42μg/m~3和60.36μg/m~3,大气污染物呈现每年逐渐降低的趋势。莱芜市空气污染呈明显的季节性变化,冬季污染最重,这主要与莱芜市能源结构以煤炭为主有关,大气污染呈典型的煤烟型污染。莱芜市2016年的PM_(2.5)/PM_(10)的比值范围是0.46-0.74,其中冬季PM_(2.5)/PM_(10)比值最高,说明采暖季主要以细颗粒物污染为主;春季PM_(2.5)/PM_(10)的比值最低,说明春季风沙季主要以粗颗粒物为主。NO_2与PM_(2.5)呈现正相关性,O_3与PM_(2.5)浓度呈现负相关性。(2)莱芜市各个季节的二次离子(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)均是最主要的水溶性无机离子,占比均超过70%,说明莱芜市以二次污染为主。2016年三种离子主要以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4形式存在。而贫铵样品中的硝酸盐形成与莱芜市高湿度和酸性气溶胶表面N_2O_5的非均相水解有关。通过[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]的比值得出,夏季是以固定源为主,而春、秋和冬季均以流动源为主。OC与EC的浓度随着颗粒物粒径的增大而增大,OC/EC的值随着颗粒物粒径的增大而减小,说明二次污染在细粒子中富集更为严重。(3)运用CMB模型解析出采暖季PM_(2.5)来源分担率最高的为燃煤尘,春季PM_(2.5)来源分担率最高的为城市扬尘,夏季和秋季PM_(2.5)分担率最高的为硫酸盐和硝酸盐。从大气排放源清单二次分配来看,采暖季和秋季、夏季的PM_(2.5)来源分担率最高的均为工业生产,其次是扬尘,春季占比最高的为扬尘,其次为工业生产。(4)利用后向轨迹模型对莱芜市重污染天气期间气团的后向轨迹进行分析。着重分析了1月3-4日,模拟高度为500m,西北方向出现一个较大的回旋现象,占比为66.7%,而西南方向气团占比为16.7%,还有少部分来源于山东省内部,占比为16.6%,运动速度极慢,导致污染物浓度的增加。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X513
【图文】：

特征图,地理位置,盆地,平原

图 2.1 莱芜市地理位置图处山东城市群经济圈的中心，北连京津冀城市群，南邻长三色经济区。南北最大距离 58 公里，东西最大距离 56.8 公里，总政府所在莱城区的中部，与省会济南相隔 112 公里。貌特征处山东省中部，是南缓北陡、向北突出的半圆形盆地，北、缓的平原，西部开阔，形成莱芜盆地。盆地北部为泰山余脉和新甫山等，与泰山山脉大致平行，皆为山境陡峻、沟谷发部为低缓微起伏的平原。大汶河横贯盆地中部，由东向西流鲁中纬向构造及鲁西旋卷构造控制。构造形迹以断裂为主，总面积的 67%，丘陵占 19%，平原占 11%，洼地占 3%。海148.13 米。图 2.2 为莱芜市地形地貌特征图。

特征图,特征图,污染物积累,南部山区

图 2.2 莱芜市地形地貌特征图市三面环山的地形，使得处于浅碟状地势相对低的市区丘陵较多，约占城市总面积的 86%，加上莱芜市处于华污染物的传输和本地污染物积累，导致空气污染加剧，控。于暖温带半湿润季风气候，冬季寒冷干燥，春季温暖多年平均相对湿度为 63%。全年平均无霜期 202 天。中各种化学反应过程有重要影响。莱芜市多年平均气温南向北呈递减趋势，南部山区高于北部，中部高于东部

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