崇明岛大气二元羧酸类二次有机气溶胶季节变化、粒径分布与形成机制

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Vanix
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自2013年我国政府颁布严格的大气污染防治行动计划以来,我国大气污染状况得到了显著改善,PM2.5浓度呈现整体快速下降趋势,但由于机动车数量不断增加以及缺乏有效的挥发性有机物(VOCs)、氨气等排放管控,NO3-、VOCs和氨气的浓度仍然维持在较高水平,同时,臭氧浓度在诸多地区近年来迅速上升,大气氧化性在显著增强。这种大气污染物浓度和组成的变化也势必会影响我国大气气溶胶尤其是二次气溶胶(SOA)的物理化学和光学等性质。因此,本研究以长三角城市群背景点——崇明岛地区大气为研究对象,开展SOA研究。我们于2018年冬、夏两季在崇明岛开展了大气PM2.5和不同粒径颗粒物样品的采集,运用气相色谱质谱联用仪和气相色谱仪分别定性定量地分析了样品中二元羧酸及相关SOA的分子组成和浓度,并结合后向轨迹聚类分析方法、PSCF潜在源解析模型、线性回归拟合方法和ISORROPIA-Ⅱ热力学平衡模型等方法,探讨了采样期间二元羧酸及相关SOA的季节变化、粒径分布特征、来源和形成机制。主要结论如下:(1)夏季采样期间PM2.5的平均质量浓度为35±22μg m-3,PM2.5中二元羧酸总浓度为359±277 ng m-3,其中草酸(C2)浓度最高,其余依次为丁二酸(C4)、丙二酸(C3)、己二酸(C6)和邻苯二甲酸(Ph);酮羧酸和α-二羰基化合物的浓度分别为31±28 ng m-3和19±18 ng m-3。冬季PM2.5的平均质量浓度为59±41μg m-3,总二元羧酸的浓度为360±233 ng m-3,但冬季C2浓度低于夏季,主要是由于冬季大气光化学氧化能力较弱的缘故。冬季含量第二高的二元羧酸为Ph,约比夏季Ph的平均浓度高出50%,这主要因为:冬季北方燃煤供暖导致排放增强,Ph前体物(如多环芳烃)浓度升高,污染气团长距离传输影响长三角地区所致。(2)夏季观测期间发生了两次持续污染时间超过5天的污染事件(Event Ⅰ和Event Ⅱ),这两次霾污染事件中Event Ⅱ期间总二元羧酸与PM2.5的浓度比值更高,表明相较Event Ⅰ事件,Event Ⅱ期间PM2.5颗粒物中富含更多SOA。夏季清洁期C3/C4及OC/EC比值高于污染期,表明:清洁期大气气溶胶更为老化。冬季采样期间共出现四次典型的霾污染事件。其中,Event Ⅰ期间PM2.5浓度最低,Event ⅠV时期最高。Event Ⅱ时期大气老化程度最弱,该时期WSOC主要来自于一次源直接排放而非二次老化,Event ⅡI时期C6/C9(己二酸与壬二酸浓度比值)和Ph/C9比值与Event ⅠV时期接近,表明这两个霾事件可能受到了相似的人为源污染影响。(3)气团轨迹和分子示踪物分析结果显示:夏季Event Ⅰ为本地生物质燃烧导致的污染事件,C2形成过程主要受气溶胶液相氧化所主导;而Event Ⅱ时期主要受福建、浙江以及上海等南部地区所排放VOCs的长距离传输影响,该次污染事件期间C2等SOA受气相氧化过程所主导。夏季清洁时期,来自东海临近海域船舶排放尾气的光化学氧化是C2等SOA的主要来源。冬季Event Ⅰ时期和Event Ⅱ时期污染来自北方燃煤供暖的长距离传输,而Event ⅡI和Event ⅠV时期则受安徽、江苏等上风向地区生物质燃烧污染物的传输影响。(4)夏季C2主要存在于细粒子(<2.1μm)中,呈单模态分布特征,其它二元羧酸类化合物诸如C3、C4、C9、乙二醛(Gly)、甲基乙二醛(m Gly)、以及酮酸(ωC2和Pyr)则呈现出粗、细粒子双峰分布的特点。与之不同的是,冬季不管是受燃煤排放污染影响的Event Ⅱ,还是生物质燃烧影响的Event ⅠV,二元羧酸类SOA均主要集中在细粒子上,为单模态分布。在Event Ⅱ中,二元羧酸之间的相关性整体更好(R2>0.8),且相对其它粒径段,在1.1-2.1μm的细粒径段上占有明显的优势分布。(5)通过夏季不同粒径气溶胶分析,首次发现:清洁时期受海洋气团主导,船舶尾气污染物传输过程光化学氧化形成的C2可与海盐粒子发生非均相反应,使得C2在粗粒子上富集,导致海盐粒子中65.5%的氯发生了亏损,草酸根取代了海盐中的Cl-,生成草酸钠和HCl,随后HCl通过挥发释放到大气中。由于HCl可在紫外光辐照下进一步光解,释放出氯自由基,因此,上述草酸在海盐粒子上的非均相反应对近海大气的氧化能力具有潜在重要影响。
其他文献
近几十年来量子精密测量领域的研究发展十分迅速,量子非破坏性测量是这一研究领域中诞生的一种规避由海森堡不确定性原理导致的量子测量反作用效应的测量方法。该方法目前已广泛应用在光和原子干涉仪,弱力和引力波探测以及压缩态的制备等研究中。本文关注相对论量子力学系统中的测量问题,设计了一个基于一维Dirac振子的量子测量模型,在理论上确定了量子非破坏性测量方法也可以在Dirac振子模型中实现。Dirac振子将
In order to detect the friction and wear properties of 3D printed reticulated metal polymers under water lubrication conditions,the friction and wear properties of pure polyimide mesh metal polymers a
学位
与量子存储辅助相关的熵不确定关系来源于海森堡不确定原理,可以作为量子纠缠的见证,而量子相干性是纠缠本质的体现。本文以非均匀磁场中带有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的杂化(1/2-1)XYZ海森堡模型为研究对象,分别探讨了内禀退相干和热平衡态下的纠缠演化,并将熵不确定关系与其他量子关联度量做了对比分析。结果表明,系统的相干性与熵不确定度负相关,且杂化系统相比于自旋为1的系
环状RNAs(circular RNAs,circRNAs)是一类由反向剪接形成的共价闭合环状RNAs。虽然发现于1970s,但circRNAs在早期并不受重视。随着高通量测序和生物信息技术的发展,circRNAs在人、鼠、线虫、拟南芥、玉米和水稻等物种中逐渐被报道,并以人类疾病相关circRNAs的研究最为深入。植物circRNAs可以参与植物的生长发育和代谢调控,以及响应生物或非生物胁迫,但大
叶异形性(heteromorphism)是指同株植物出现不同形态成熟叶片的现象,叶形态包括叶片形状和(或)大小。其中由于环境变化引起的叶异形性现象称为异形叶性(heterophylly),在植株不同发育阶段出现的叶异形性现象称为发育异形叶性(heteroblasty)。原则上同株植物具有相同基因型,叶异形性为理解叶形态变异与适应的关系提供了特殊材料。然而,现有研究主要针对异形叶性与环境因子之间的相
在“改善农村人居环境,建设美丽乡村”的大环境要求下,针对农村生活污水这一亟需解决的问题,通过分析现有研究与技术,总结出目前农村生活污水处理率低,工艺相对缺乏的状况。因此选择以处理工艺为主要研究方向进行应用研究。论文中提出了生物转笼复合氧化沟这一新工艺模式并构建反应器,该反应器是将氧化沟工艺与接触式氧化转笼工艺相复合。通过对反应器系统的研究,证明该反应器具有较好的处理效果和稳定性。通过清水实验发现填
随着对空气污染研究的深入,发现对污染物机理的研究,能够更加准确解释大气污染物的形成过程,评估有毒有害空气污染物对人体的健康风险。特别是重金属组分,在大气污染物中占比少,但其生物有效态部分具有低浓度累积致癌性,对人体健康危害较大。在讨论重金属的气相反应和气-粒分配过程中,加入对液相部分的模拟反应,能够准确的计算出大气环境中生物有效态重金属的含量,也更能够明晰重金属在环境中的理化反应过程,从而更加全面
随着点源污染逐渐得到治理,面源污染占污染源的比重日益提高。近年来农业面源污染治理力度不断加大,农村农业水污染防治模式也正不断发展。在我国农业面源污染防治措施中,虽然单项污染防治技术示范多,但集成性示范工程少,系统性治理不足的问题亟需解决。在“十三五”时期崇明世界级生态岛发展的背景下,发展生态农业新模式,提升农村农业水环境质量,成为了崇明提升生态品质的关键任务与举措之一,农业尾水直接关系到了水环境治
随着社会汽车保有量的增加,频发的交通事故带来大量的人员伤亡和财产损失,同时也存在交通拥堵和环境污染等问题,因此有关汽车智能化技术的研究受到广泛关注。环境感知是智能汽车中的一个关键技术,提供实时、准确的道路车辆目标信息是实现精准决策、规划与控制的前提。本文基于毫米波雷达与摄像头的多传感器信息融合研究道路车辆检测与跟踪算法,主要研究内容如下:(1)研究了毫米波雷达有效目标确定方法。首先分析毫米波雷达的
飞秒激光具有超快、超强的特性,在微纳加工制造中展现出了高质量、高精度的优势。目前飞秒激光加工已广泛应用于航空航天、微电子、生物医疗等领域。激光在材料表面激发等离子体与表面等离激元,可以诱导表面周期纳米结构。本文搭建了飞秒激光双光束干涉系统,研究了飞秒激光诱导周期表面结构。取得的主要研究成果如下:1.介绍了一种监测飞秒激光双光束干涉实验中共点和同时的新方法。探讨了借助CCD相机实时监测共点和同时信号