广州大气细粒子粒径分布和化学成分对能见度影响的研究

论文摘要

本研究利用广州市第一个大气超级站的先进仪器设备,于2008年期间分别对大气颗粒物粒径分布、粒子数浓度、PM2.5质量浓度以及大气能见度、相对湿度和降雨量等气象条件进行连续观测,有计划地采集了全年的PM2.5样品。通过分析样品中的化学成分可以得到水溶性离子浓度和碳组分浓度。在获得上述基本数据后,依据Mie理论计算各波段大气颗粒物对能见度的贡献率；另根据IMPROVE等研究成果,建立了广州能见度与大气颗粒物中化学成分的多元回归方程,得出各化学组分对能见度的贡献率,较系统地研究了以广州为代表的城市地区大气能见度下降机制。研究结果表明：1.根据广州城区近两年的能见度观测数据可知,2007年、2008年广州城区的能见度平均值分别为7.8km、7.2km,均值下降了600m。春季和冬季能见度最低,秋季其次,夏季的能见度水平最高。能见度与风速、温度呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关。风速和温度的升高会影响增强空气的对流条件,为污染物提供良好的扩散条件；相反地,相对湿度的升高则会促进细粒子的生成长大,更会影响大气的浑浊度,直接造成能见度的下降。2.能见度与颗粒物数浓度、PM2.5质量浓度存在明显负相关性。灰霾天气下颗粒物数浓度与PM2.5浓度、相对湿度的相关性系数绝对值明显高于非灰霾天气下颗粒物数浓度与这两者的相关性系数绝对值。3.0.5μm-20μm粒径范围的颗粒物数浓度随粒径增大而逐渐减小,质量浓度谱分布呈双峰型,分别在0.7μm和2.5μm出现峰值,而降雨对粗颗粒物的去除作用显著。虽然消光系数贡献率最大的粒径范围是0.5pm-1.0μm,但是0.5μm-2.5μm粒子浓度增加是大气能见度降低的重要原因。4.细颗粒物化学成分中,影响广州市大气能见度降低的主要影响因子为硫酸盐、硝酸盐、有机物、元素碳。春季和夏季细颗粒物中的硫酸盐起主导作用,秋季、冬季则有机物起主导作用。根据全年贡献率的统计,对大气消光系数（bext）的贡献率依次为硫酸盐、有机物、元素碳、硝酸盐。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 能见度及消光系数定义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 研究内容
• 1.5 论文的技术路线
• 2 实验部分
• 2.1 采样地点
• 2.2 化学实验
• 2.3 在线监测
• 2.4 数据处理方法
• 3 广州大气能见度的特征分析
• 3.1 近两年广州大气能见度分析
• 3.2 2008年广州城区大气能见度时间序列特征分析
• 3.3 大气能见度与气象因子之间的关系
• 3.4 小结
• 2.5质量浓度与能见度的关系'>4 大气颗粒物数浓度、PM_2.5质量浓度与能见度的关系
• 2.5质量浓度及气象参数分析'>4.1 颗粒物数浓度和PM_2.5质量浓度及气象参数分析
• 4.2 颗粒物数浓度时间变化特征
• 4.3 颗粒物数浓度影响因子分析
• 4.4 小结
• 5 大气颗粒物粒径分布与能见度的关系
• 5.1 颗粒物粒径分布的特征分析
• 5.2 颗粒物粒径分布的变化规律
• 5.3 颗粒物粒径分布与能见度的关系
• 5.4 小结
• 6 大气细颗粒物化学组分与能见度的关系
• 2.5质量浓度与能见度分析'>6.1 PM_2.5质量浓度与能见度分析
• 6.2 细颗粒物中化学组分与能见度
• 6.3 化学组分对能见度衰减的影响
• 6.4 小结
• 7 论文结论及展望
• 7.1 论文结论
• 7.2 本研究创新之处
• 7.3 不足之处与进一步工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表论文情况
• 致谢