【摘 要】
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水溶性有机碳(WSOC)是PM2.5中的重要组成部分,对气候变化、生态环境以及人体健康都有重要影响。因此,研究WSOC的污染特征、分布规律及来源解析,对认识区域大气污染状况及其防控具有重要意义。本研究于2017年9月-2018年8月对洞庭湖地区PM2.5样品进行采集,主要分析了采样期间洞庭湖地区PM2.5及WSOC的污染特征,并将洞庭湖背景点与长沙城区WSOC进行对比分析。本研究利用HYSPLIT
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水溶性有机碳(WSOC)是PM2.5中的重要组成部分,对气候变化、生态环境以及人体健康都有重要影响。因此,研究WSOC的污染特征、分布规律及来源解析,对认识区域大气污染状况及其防控具有重要意义。本研究于2017年9月-2018年8月对洞庭湖地区PM2.5样品进行采集,主要分析了采样期间洞庭湖地区PM2.5及WSOC的污染特征,并将洞庭湖背景点与长沙城区WSOC进行对比分析。本研究利用HYSPLIT和PSCF模型探讨了WSOC的传输路径和潜在源贡献,并利用PCA和PMF模型对WSOC的来源进行分析。研究结果显示:(1)洞庭湖地区PM2.5和WSOC年均质量浓度分别为43.41μg/m~3和4.33μg/m~3,WSOC/PM2.5占比为11.66%;WSOC浓度呈秋冬高,春夏低的季节特征。与长沙城区相比,洞庭湖PM2.5和WSOC浓度相对较低,两地WSOC均在冬季最高,夏季最低,长沙市WSOC/PM2.5比值为14.16%。(2)WSOC与NO3-、SO42-在秋季具有较好的相关性,春季和秋季WSOC与K+、Na+、Ca2+和Mg2+均呈显著正相关。冬季WSOC与Na+、Mg2+呈显著正相关,与NH4+、NO3-、SO42-和K+的相关性较弱,而夏季WSOC与Ca2+、Mg2+呈显著相关性,以上分析表明工业源和扬尘源可能是WSOC的来源之一。(3)洞庭湖地区污染期(PM2.5>75μg/m~3)WSOC浓度高于清洁期(PM2.5<75μg/m~3),污染期和清洁期WSOC/PM2.5比值分别为6.91%和12.26%。污染期PM2.5与WSOC相关性较好,且WSOC与SO2和NO2之间均呈显著正相关,可能WSOC受工业源和机动车尾气的影响。(4)后向轨迹聚类分析结果表明,洞庭湖地区气团轨迹主要分为4类,以来自东北方向和南部的近距离传输气团为主;秋冬季均受北方近距离气团的影响较大,春夏季都受到来自南部地区气团的影响。潜在源贡献因子分析表明,洞庭湖主要受来自周边城市污染的影响较大;冬季WSOC潜在源区范围比秋季更广,春季和夏季WSOC潜在源区分别主要分布在采样点南部和东部。(5)PCA分析结果显示,秋季WSOC受二次来源和工业源的影响,冬季WSOC受生物质燃烧的影响较大,扬尘源和生物质燃烧源也对春季WSOC有影响;夏季WSOC也受到工业源的影响。基于PMF模型源解析,洞庭湖WSOC受到了工业源、二次来源、扬尘源、机动车源以及生物质燃烧源的影响。
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