应用PMF和PCA/APCS方法探究长春市大气中PM2.5来源

作     者：王思宇 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：房春生

授予年度：2016年

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] 

主      题：长春市 PM2.5 PMF PCA APCS 源解析 

摘      要：近年来,我国区域性大气污染事件频发,其中PM和PM为首要污染物的污染最为突出,并且大气污染范围日益扩大,公众关注度日益加强。随着人们对大气颗粒物的危害的深入认识,许多国家和地区开展了相关研究,以便更好的了解和掌握大气颗粒物污染规律。2014年起我国环保部下达了多个通知,要求以全国各直辖市、省会城市(拉萨除外)、计划单列市为重点,完成第一阶段城市源解析研究工作,初步说清城市空气颗粒物的主要来源,满足当前颗粒物污染防治的迫切需求。本研究根据长春市环境监测中心站提供的2014年PM逐时浓度数据,统计分析了长春市大气中PM的时空分布特征;应用2014年春夏秋冬四季长春市采集的45个有机膜样本的化学组成分析测试数据,探究长春市PM中各组分浓度情况,并以富集因子和相关性分析为辅助应用PMF和PCA/APCS方法进行源解析;根据本研究结论提出长春市大气环境中PM污染治理建议和措施。本研究得到以下主要结论:(1)2014年长春市PM年均浓度为65.57μg/m3,城市中心浓度明显高于周边,东部污染高于西部,北部高于南部,10月份PM浓度最高,整体PM浓度季小时浓度变化呈现出双峰双谷型分布。(2)PM中硅是最丰富的无机元素,其平均浓度为1.2632μɡ/m3。含量排在前五的无机元素都是地壳元素。水溶离子中NO3-,SO42-和NH4+的总含量占67.8%,表明二次光化学污染较严重。(3)PMF法解析得到2014年长春市PM的7类污染源有煤烟尘(22.3%)、土壤风沙尘(18.5%)、生物质燃烧尘(18.0%)、二次粒子(14.3%)、工业尘(13.5%)、机动车尾气尘(8.5%)、施工扬尘(4.9%)。(4)PCA/APCS法解析得到2014年长春市PM的6类污染源有土壤风沙尘(34.37%)、机动车尾气尘(28.15%)、煤烟尘(25.52%)、工业尘(5.95%)、二次粒子(4.23%)、冶炼尘(1.79%)。(5)总体上看PMF和PCA/APCS解析得到污染来源类别大致相同,从因子的数量来看PMF解析出的污染来源类别更多,更能代表长春市的实际情况。从各因子的贡献率来看,PCA/APCS方法得到的一些污染源的贡献率与长春市的实际情况有出入。相较之下PMF解析结果更加合理和切合实际,PCA/APCS解析结果可以为PMF解析结果提供支持和补充。(6)针对本研究的结论,为了改善长春市大气环境状况,建议合理配置、调整能源结构;扩大集中供热,推广优质煤的使用;增加周边绿化面积,定期对道路进行洒水降尘;加大汽车尾气治理,倡导市民健康出行方式;加强对施工工地的管理;减少秸秆焚烧,倡导对秸秆进行综合利用。