武汉市典型颗粒物污染过程演变特征及来源研究

作     者：杨静宜 李亚菲 罗忠伟 冯成亮 刘姝童 张裕芬 吴建会 冯银厂 YANG Jingyi;LI Yafei;LUO Zhongwei;FENG Chengliang;LIU Shutong;ZHANG Yufen;WU Jianhui;FENG

作者机构：南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：310-323页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.42177465) 

主　　题：武汉 颗粒物 化学组分 演变规律 来源解析 潜在源区 

摘      要：为探究疫情后社会经济逐渐复苏背景下武汉市大气污染过程的特征,基于环境空气质量及PM_(2.5)组分在线监测数据、气象资料,对2021年10月—2022年3月期间发生的几类典型颗粒物污染事件不同发展阶段的演变规律、影响因素进行了分析,并综合利用扩散标准化-正定矩阵因子分解、后向轨迹聚类和潜在源贡献分析等方法解析了污染过程中PM_(2.5)来源贡献的时间变化,识别了污染气团的传输路径与潜在源区.结果表明:(1)污染累积阶段,轻-中度污染过程(P1)PM_(2.5)浓度累积速率快,约为中-重度污染过程(P2)的6倍,但P2过程的不利扩散条件导致其累积期相较于P1增长4.5倍;污染维持阶段,P2过程低温高湿特征更为显著,平均相对湿度比P1高11%,平均气温比P1低9℃,二次转化程度高于P1,SOR、NOR值约为P1的1.3、2.3倍,加之更为典型的静稳天气特征,维持期较P1长30%.(2)春节期间的污染过程,由于机动车等污染源活动水平下降,NO3-占比下降15%;除夕夜烟花爆竹的集中燃放叠加高湿环境,助推PM_(2.5)浓度以10μg·m^(-3)·h^(-1)的速率快速增长,较一般污染过程快40%~90%;PM_(2.5)中Cl^(-)、K^(+)、Mg^(2+)占比均有明显增加趋势,分别约增加3.1%、5.3%、0.88%,SO_(4)^(2-)占比约增加7.5%.(3)沙尘过程以远距离传输所致的浮尘为主,沿途城市受大风天气作用产生的扬尘也有影响,PM_(2.5)、PM_(10)浓度增长速率分别达到16、64μg·m^(-3)·h^(-1);Ca、Fe等地壳元素占比大幅上升,SO_(4)^(2-)占比超过NO_(3)^(-),反映出远距离传输的影响.(4)除本地排放外,武汉市的污染过程受区域传输影响也较为明显,近年来主要污染源区有南移趋势,由华北地区移至湖北邻近省份及武汉城市圈地区.