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环境科学 2024年第1期45卷 36-47页

作者：和兵杨洁茹徐艺斐袁明浩翟诗婷赵长民王申博张瑞芹河南省郑州生态环境监测中心郑州450000 郑州大学化学学院郑州450001 郑州大学环境科学研究院郑州450001 郑州大学生态与环境学院郑州450001

硝酸根(NO_(3)^(-))、硫酸根(SO_(4)^(2-))和铵根离子(NH4+)是PM_(2.5)中重要组分,研究三者的污染特征及其影响因素对空气质量的持续改善至关重要.于郑州市2020年夏季利用一系列在线PM_(2.5)化学组分仪器开展连续观测.结果表明,郑州市2... 详细信息

硝酸根(NO_(3)^(-))、硫酸根(SO_(4)^(2-))和铵根离子(NH4+)是PM_(2.5)中重要组分,研究三者的污染特征及其影响因素对空气质量的持续改善至关重要.于郑州市2020年夏季利用一系列在线PM_(2.5)化学组分仪器开展连续观测.结果表明,郑州市2020年夏季ρ(PM_(2.5))平均值为(28±13)μg·m^(-3),呈现夜间高白天低的日变化特征.ρ(NO_(3)^(-))、ρ(SO_(4)^(2-))和ρ(NH_(4)^(+))的平均值分别为(7.8±6.7)、(7.2±3.7)和(5.5±3.1)μg·m^(-3),在PM_(2.5)中的占比分别达到22%、21%和16%.分析不同情景下组分变化规律发现,随着PM_(2.5)浓度的上升,NO_(3)^(-)在PM_(2.5)中的占比上升,达到27%;随着O_(3)浓度的上升,SO_(4)^(2-)的占比上升,达到23%;低风速、高湿度、低温和降雨时段NO_(3)^(-)和NH4+的占比增大;高温条件下SO_(4)^(2-)的占比增大;NO_(3)^(-)的浓度和占比呈夜间高白天低的日变化特征,SO_(4)^(2-)则反之.NH_(4)NO_(3)的气粒分配过程是影响PM_(2.5)中NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)浓度的主要因素.结合热力学模型探究气象参数、气溶胶含水量和pH值的影响,结果表明低温、高湿和高气溶胶含水量浓度有利于HNO_(3)和NH_(3)向颗粒相分配;高pH值有利于HNO_(3)向NO_(3)^(-)分配,但是不利于NH3向NH4+分配.上述规律部分解释了不同情景下PM_(2.5)中NO_(3)^(-)的浓度和占比的上升.

关键词：化学组分二次无机气溶胶天气过程颗粒物pH值气粒平衡

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青岛大气中酸碱气体及PM_(2.5)中水溶性离子的浓度特征和气粒平衡关系

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环境科学 2015年第9期36卷 3135-3143页

作者：周佳佳石金辉李丽平姚小红高会旺中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100

2012年11~12月在青岛采集58套denuder和PM2.5样品,分析了其中酸碱气体及相应的颗粒态组分浓度,探讨了它们的浓度特征和气粒平衡关系.青岛大气中HNO3、HNO2、HCl、SO2和NH3平均浓度分别为1.36、1.64、1.46、27.58和2.95μg·***2.5中NO-3... 详细信息

2012年11~12月在青岛采集58套denuder和PM2.5样品,分析了其中酸碱气体及相应的颗粒态组分浓度,探讨了它们的浓度特征和气粒平衡关系.青岛大气中HNO3、HNO2、HCl、SO2和NH3平均浓度分别为1.36、1.64、1.46、27.58和2.95μg·***2.5中NO-3、NO-2、Cl-、SO2-4和NH+4浓度分别为6.49、0.12、1.95、9.36和6.04μg·m-3.霾天大气中酸碱气体浓度较之晴天时的增幅明显低于PM2.5中相应离子浓度的增幅;雾天时,除HNO2外其他气体浓度均低于晴天,但PM2.5中相应离子浓度较之晴天时均有明显增加.采样期间青岛大气为富氨环境,PM2.5中NH+4主要以(NH4)2SO4的形式存在,NO-3生成主要受HNO3的限制.利用ISORROPIAⅡ模型探讨了青岛PM2.5中二次离子的控制因子,通过敏感性实验发现NH+4对总NH3(TNH3)变化响应不敏感,但对总H2SO4(TSO4)和总HNO3(TNO3)变化响应敏感;NO-3和SO2-4则分别仅对TNO3和TSO4变化响应敏感,这暗示了减少TNO3和TSO4而不是TNH3的排放对降低青岛大气中PM2.5浓度更有效.

关键词：酸性气体氨气水溶性无机离子 PM2.5 气粒平衡 ISORROPIAⅡ模型

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邯郸市大气NH3污染特征及其对PM2.5的贡献研究

邯郸市大气NH3污染特征及其对PM2.5的贡献研究

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作者：谭静瑶河北工程大学

学位级别：硕士

本研究对邯郸市大气中细微颗粒物(PM)和氨气(NH)进行了长期连续在线监测,同时对PM进行了离线采集和组分分析,探讨了邯郸市NH污染水平及时空变化规律,分析了氨-铵(NH-NH)气粒转化的影响因素,研究了邯郸市NH在PM生成中的作用。同时,本研... 详细信息

本研究对邯郸市大气中细微颗粒物(PM)和氨气(NH)进行了长期连续在线监测,同时对PM进行了离线采集和组分分析,探讨了邯郸市NH污染水平及时空变化规律,分析了氨-铵(NH-NH)气粒转化的影响因素,研究了邯郸市NH在PM生成中的作用。同时,本研究应用WRF-Chem模型对华北地区进行了区域尺度的模拟,并采用强力法(Brute Force)和通量法分析了河北中南部城市的NH传输通量和周边城市对其浓度的贡献。监测结果显示,2015～2018年邯郸市NH平均浓度为15.7μg·m,并呈现出夏季(22.8μg·m)、春季(22.0μg·m)浓度高,秋季(11.7μg·m)、冬季(8.9μg·m)浓度较低的特征。2015年铵根离子(NH)对PM的贡献为15.3%,2017年上升到16.3%,冬季重污染时段NH平均浓度为25.5μg·m。华北地区大气处于富NH状态,且温度在-5°C～10°C、湿度在60%～100%时,NH-NH气固转化率处于较高水平。春冬季节NH可满足硫酸根(SO)、硝酸根(NO)和氯离子(Cl)分别生成(NH)SO、NHNO和NHCl。夏秋季节Cl主要以NHCl和KCl的形式存在。NH是PM的关键成分,未来大幅度降低NH浓度可以降低二次颗粒物浓度。模拟结果显示,邯郸市日均净通量为正(0.27 kt/d),其中近地面净传输通量为0.19 kt/d,为高空层净通量传输(0.08 kt/d)的2.4倍。安阳市与邯郸市间的NH通量最大,净传输通量为0.34 kt/d,总体上邯郸市NH通量呈现出自西向东传输的趋势,高空层NH通量传输明显大于近地面通量传输。高空层(320～1000m)中,邯郸、邢台的NH通量传输较大,传输路线走向为西南→东北,传输通量呈现出“东部南部通量高,西部北部通量低”的趋势。河北省本地源NH排放对河北中南部地区(保定、邯郸、衡水、廊坊、石家庄和邢台)的贡献最大,浓度贡献率为87.6%,其中河北省中南部地区本地源贡献占有很大比例(87.5%)。从周边城市的角度分析,石家庄市、保定市和邢台市这三个城市对河北中南部地区的贡献较为明显,贡献率分别为49.0%、29.9%和7.9%,位于山西东部的长治市对河北中南部地区也有11.2%的NH浓度贡献。由此可以看出河北中南部地区的NH主要来源于本地源排放以及周边城市的短距离输送。保定市、邯郸市、衡水市、石家庄市和邢台市的NH浓度主要受河北中南部本地区域排放的影响,贡献率分别为77.7%、80.9%、75.5%、78.9%和77.2%。河北中东部地区和河北中南部地区对廊坊贡献率较大,分别为47.8%和51.9%。邯郸的本地源NH贡献达到79.7%,与邯郸相邻的城市中,安阳市和邢台市对邯郸的贡献最大,分别为9.6%和7.9%。

关键词： NH3 PM2.5 WRF-Chem 气粒平衡邯郸

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