合肥市PM2.5污染成因及重污染过程粒径分布研究

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随着“气十条”(《大气污染防治行动计划》)的发布,我国大气污染治理进程进入了一个新阶段,大气环境质量向着良好的方向发展,但个别地区空气质量形势依旧严峻。合肥市作为长三角地区重要的制造业新兴城市,近年来PM2.5仍处于超标状态,因此对于其污染特征及成因方面的研究十分必要。本文以合肥市2018年一次细颗粒物重污染过程为研究重点,结合合肥市空气质量、气象数据等,对合肥市近四年细颗粒物污染特征、污染成因以该重污染过程中细颗粒物的粒径分布及数浓度影响因素进行探究,具体结果如下:(1)合肥市近四年PM2.5质量浓度年均值逐年下降,月均值变化呈现正“U”型,浓度日变化呈“M”状。冬季质量浓度、污染贡献率较高,超标情况亦较严重,小时值分布也向大浓度段变化。站点方面,包河区、庐阳区、三里街和瑶海区站点质量浓度年均值较高,三里街站点污染贡献率较高;包河区、琥珀山庄、庐阳区、三里街和瑶海区站点超标情况相对严重;质量浓度小时值包河区、庐阳区、三里街以及瑶海区站点在高浓度段分布较多。(2)超标情况在1010 h Pa?P≤1030 h Pa,0℃?T≤20℃,60%?RH≤90%,S≤2 m/s,SR≤100 W/m~2时较重。(3)PM2.5与SO2、NO2质量浓度在不同气象条件下均呈正相关。PM2.5与O3日最大8h平均值在不同相对湿度均呈负相关,P≤1010 h Pa和P?1030 h Pa呈正相关,1010 h Pa?P≤1030 h Pa呈负相关,T≤0℃和T?20℃呈正相关,0℃?T≤20℃呈负相关,SR≤200 W/m~2呈负相关,SR?200 W/m~2呈正相关。(4)合肥市冬季2017年PM2.5污染受正东、西北偏北、西北以及东北偏北方向气团影响,2018年受东北偏东、西南以及东北偏北方向气团影响,2019与2020年受气团传输影响相对减弱。综合潜在源贡献因子和浓度权重轨分析表明,合肥市冬季PM2.5潜在贡献源2017年主要分布在河南省东部、山东省西南部和南部、安徽省北部和西南部、江苏省西部和北部及浙江省北部,2018年主要分布在湖北省西北部、河南省东部、山东省西南部和南部、安徽省南部和北部及江西省北部,2019年主要分布在山东省南部和东南部及浙江省北部,2020年主要分布在山东省中部、东部、东北部。(5)重污染过程四个阶段(积累、重污染、反弹、消散),各阶段细颗粒物粒径分布均呈单峰结构,峰值均在0.5~1.0μm。积累、重污染和反弹阶段粒径主要分布在0.5~1.5μm,其中:0.5~0.9μm,三个阶段细颗粒物数浓度相差较小,0.9~1.5μm,反弹阶段最高,积累阶段最低。消散阶段粒径主要分布在0.4~1.2μm。(6)重污染过程前三个污染阶段细颗粒物数浓度与质量浓度无明显相关,消散阶段呈正相关。重污染过程中,数浓度与温度呈正相关,与风速、气压呈负相关,数浓度在70%?RH≤75%,SR?200W/m~2相对较高。数浓度与SO2和NO2质量浓度呈正相关,与O3质量浓度呈负相关。本次重污染过程主要受到合肥市正东方向气团的传输影响,宣城市地区为此次重污染过程污染潜在源的可能性较大。
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