论文部分内容阅读
硫酸盐是大气细颗粒物(PM2.5)中最重要的组分之一,对大气环境污染和人类健康有重要影响。近几十年来,由于我国对硫酸盐前体物二氧化硫控制减排措施的大力实施,华北地区二氧化硫排放呈现显著的下降趋势。然而由于缺少长期的观测资料,二氧化硫减排之后细粒子硫酸盐的浓度变化趋势与主要生成途径尚不明确。本研究选择华北地区典型工业城市、山东省会济南,检查了 2008至2015年大气细颗粒物PM2.5中硫酸盐及其前体物浓度的长期变化趋势,分析了 2015年硫酸盐的浓度水平、季节与昼夜变化特征及主要影响因素,计算评估了前体物、氧化剂、气象因素等对硫酸盐二次生成与变化趋势的贡献和影响。2008至2015年间,济南市区PM2.5中硫酸盐浓度呈明显的下降趋势,下降速率为-3.86±2.50μgm-3yr-1(-10.0%yr-1),略慢于大气中二氧化硫浓度的下降速率:-4.26±0.58ppbvyr-1(-11.6%yr-1),而二氧化硫转化率、臭氧和钙离子浓度均呈现上升趋势。2015年济南市区PM2.5硫酸盐的浓度水平受前体物二氧化硫、大气氧化剂、气溶胶浓度以及气象条件的共同影响,夏季高浓度的硫酸盐主要归因于强太阳辐射和高浓度的大气氧化剂,冬季高浓度的硫酸盐主要与二氧化硫排放、高浓度的颗粒物和不利扩散的环境条件有关。16个污染个例当中,观测到硫酸盐的生成速率为0.6-10.8μgm-3h-1。模型计算结果表明,暖季白天大气中OH自由基和过氧化氢氧化二氧化硫是硫酸盐二次生成的重要途径,对硫酸盐的贡献为38.0%-52.8%;整个冷季以及暖季的夜间,二氧化硫在气溶胶颗粒物表面的非均相反应贡献最大,高达28.2%-99.0%。因此,综合认为该地区严重的光化学污染和扬尘排放是细颗粒物中硫酸盐浓度下降较为缓慢的主要原因,急需采取有效措施进行控制。以上研究结果为我国大气硫酸盐及细颗粒物污染控制提供了一定的理论基础和科学依据。