济南市大气PM2.5污染特征、来源解析及其对能见度的影响

论文摘要

为了查明山东省省会—济南市PM2.5的污染特征,自2004年11月-2005年9月及2006年2月-2007年2月,利用PM2.5四通道采样仪、PM2.5/PM10双通道采样仪、MOUDI多级采样仪、离子色谱、C/H/O元素分析仪及X射线荧光等研究手段,对济南市PM2.5的浓度水平、化学组成、来源、气象条件对PM2.5污染水平的影响及PM2.5对能见度的影响进行了系统的研究。得到了如下有意义的结论:1.济南市PM2.5污染严重且市区PM2.5的污染况比郊区严重。山大点和苗圃点PM2.5日均浓度分别超出美国EPA的日均值标准（35μg/m3）2.98和1.79倍。水溶性离子是济南市PM2.5中所占比例最大的组分,其中SO42-、NO3-及NH4+是最主要的水溶性离子。在济南市PM2.5体系中均以（NH4）2SO4和NH4NO3形式存在。碳质组分（OC+EC）是济南市PM2.5中所占比例为第二位的组分。济南市大气PM2.5中有机物和二次污染十分严重,呈现出复合型污染的特征。2.山东地区冬季受蒙古高压的影响;其它季节由于受华北地形槽的影响,在东经115°附近存在一个东北-西南走向的辐合带,该辐合带的来回移动导致山东地区的污染物不易扩散,污染物浓度高。当大气流场为西北气流型、辐合气流型及反气旋气流型时,易导致PM2.5高浓度污染。3.利用多元线性回归模型对PM2.5浓度进行模拟,模拟的结果较实测值有所偏低,当PM2.5的浓度质量浓度小于200μg/m3时,模拟的结果比较好,当PM2.5的质量浓度大于200μg/m3时,模拟结果不好。浓度取对数时,模拟的结果比直接取浓度值得到的结果要好。4.济南市能见度自1961-2005整体呈下降趋势,颗粒物污染和气象条件对能见度下降的贡献相当。能见度和PM2.5及PM10浓度均呈指数关系且能见度和PM2.5的相关性高于与PM10的相关性。硫酸盐是PM2.5中对能见度下降贡献最大的成分,二次气溶胶（NH4）2SO4,NH4NO3,POM))对能见度下降的贡献高于一次颗粒物BC。灰霾天TSP,PM10和PM1.8的浓度明显高于晴朗天气条件下。灰霾天气条件下,细颗粒物比例增加,水溶性离子主要富集在细模态中,灰霾天有利于SO42-和NO3-和二次有机气溶胶的形成。5.济南市市区及郊区PM2.5主要来源及年均贡献无明显差异,其来源依次为:道路扬尘和机动车尾气（15.0-16.0%）、工业排放源（15.1-17.5%）、燃煤（13.6-18.7%）、土壤尘源（19.0-22.8%）、二次源（19.5-20.0%）、生物质燃烧（17.7%）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 2.5研究现状'>1.2 国内外大气PM_2.5研究现状
• 2.5化学组成'>1.2.1 PM_2.5化学组成
• 1.2.1.1 美国的研究现状
• 1.2.1.2 欧洲的研究现状
• 1.2.1.3 亚洲研究现状
• 2.5来源解析'>1.2.2 PM_2.5来源解析
• 2.5对能见度的影响'>1.2.3 PM_2.5对能见度的影响
• 2.5对人体健康的影响'>1.2.4 PM_2.5对人体健康的影响
• 2.5研究中主要存在的问题'>1.3 PM_2.5研究中主要存在的问题
• 1.4 本论文的研究内容与研究思路
• 第二章 实验部分
• 2.1 采样点的布设
• 2.2 样品采集
• 2.2.1 颗粒物采样器
• 2.2.2 采样滤膜
• 2.3 样品的处理
• 2.3.1 空白滤膜的称量
• 2.3.2 采样后滤膜的处理
• 2.3.3 有效受体样品的选择
• 2.3.4 样品采集、处理过程中的质量控制与质量保证
• 2.4 样品的分析
• 2.4.1 质量浓度
• 2.4.2 离子浓度
• 2.4.3 碳组分的分析方法
• 2.4.4 无机元素分析方法
• 2.5污染特征'>第三章 济南市PM_2.5污染特征
• 2.5浓度污染特征'>3.1 PM_2.5浓度污染特征
• 3.1.1 总体污染状况
• 2.5浓度随时间的变化'>3.1.2 PM_2.5浓度随时间的变化
• 2.5与PM₁₀的关系'>3.1.3 PM_2.5与PM₁₀的关系
• 3.2 水溶性离子
• 3.2.1 水溶性离子概况
• 3.2.2 水溶性离子季节变化规律
• 4^2-,NH₄⁺,NO₃^-'>3.2.2.1 SO₄^2-,NH₄⁺,NO₃^-
• 3.2.2.2 其他离子
• 3.2.2.3 水溶性离子的相关性系数
• 3.3 元素碳和有机碳
• 3.3.1 济南市OC、EC浓度水平
• 3.3.2 OC、EC相关性
• 3.3.3 OC/EC比值及二次有机碳（SOC）的估算
• 3.4 微量元素成分
• 3.4.1 微量元素浓度水平
• 3.4.2 各元素富集因子
• 2.5质量平衡'>3.5 济南市PM_2.5质量平衡
• 3.6 小结
• 2.5质量浓度的预测'>第四章 济南大气污染与气象条件关系与PM_2.5质量浓度的预测
• 4.1 影响济南市大气质量的地面流场
• 4.1.1 月均流场
• 4.1.2 基本流型
• 4.2 地面气象因素统计
• 4.2.1 气温
• 4.2.2 气压
• 4.2.3 风
• 4.2.4 大气稳定度和混合层高度
• 2.5主要化学成分与气象条件的关系'>4.3 PM_2.5主要化学成分与气象条件的关系
• 4.4 区域性污染个例分析
• 4.4.1 2006年3月7日～3月12日
• 4.4.2 2006年9月11日～9月13日
• 4.4.3 其它污染个例
• 4.4.4 冬季的重污染个例
• 2.5质量浓度的模拟和预测'>4.5 PM_2.5质量浓度的模拟和预测
• 4.5.1 预报的主要方法
• 4.5.2 稳定天气形势下颗粒物重污染的判别
• 4.5.2.1 决策树CHAID方法预报模型
• 4.5.2.2 决策树CHAID方法预报结果分析
• 4.5.3 多元线性回归模型模拟
• 4.5.3.1 多元线性回归模型的建立
• 4.5.3.2 多元线性回归模型的结果
• 4.6 小结
• 第五章 济南市能见度与颗粒物污染及气象条件的关系
• 5.1 济南市能见度的长期变化规律
• 2.5及PM₁₀浓度的关系'>5.2 能见度和PM_2.5及PM₁₀浓度的关系
• 2.5中化学成分对济南市消光系数的贡献'>5.3 PM_2.5中化学成分对济南市消光系数的贡献
• 2.5的来源'>5.4 灰霾天PM_2.5的来源
• 5.5 灰霾天气条件下颗粒物粒径分布特征
• 5.5.1 灰霾天气条件下颗粒物质量浓度及水溶性离子浓度水平
• 5.5.2 灰霾天气条件下颗粒物化学成分粒径分布特征
• 5.6 小结
• 第六章 颗粒物源解析
• 6.1 概述
• 6.1.1 PMF模型
• 6.1.2 PMF模型的优点
• 6.1.3 因子数目的确定
• 2.5源解析结果'>6.2 济南市PM_2.5源解析结果
• 6.3 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文
• 学位论文评阅及答辩情况表