北京市典型道路交通环境细颗粒物化学组成及粒径分布

论文摘要

交通环境细颗粒物粒径分布和化学组成的研究对颗粒物来源分析、环境影响评价、人体健康风险评估以及机动车污染控制都具有十分重要的意义。本研究选择北京市的典型道路，在2008-2009年期间开展了综合性的环境监测和样品采集，获得了粒径分级细颗粒物的质量浓度及包括元素、离子和碳成分在内的化学组分浓度，而且对与机动车排放关系密切的颗粒物数浓度和黑碳（BC）质量浓度进行了观测。结果表明，非奥运时段PM0.2-2.5平均质量浓度比世界卫生组织发布的第一阶段PM2.5目标值高60-90%。奥运期间的控制措施对细颗粒物质量浓度的削减率为54%。控制措施对机动车的直接排放和道路扬尘都产生了显著的削减效果，削减率分别为53%和63%。扬尘源、以机动车排放为代表的人为源和二次颗粒物生成是交通环境颗粒物的主要来源。人为源对小粒径段（0.2-0.5μm）的贡献较大，而扬尘源的贡献集中于大粒径段（1.0-2.5μm）。与城区的研究相比，在交通环境中机动车排放是更为重要的颗粒物来源。颗粒物的粒径分布和化学组成受到污染源排放和气象条件的共同影响。夏季和冬季颗粒物质量浓度在0.5-1.0μm和0.2-0.5μm的峰值分别来自二次颗粒物形成过程和因采暖需求增加的燃烧源。冬季新增的燃烧源还造成了BC浓度的上升和Na、K、Cl、Br、Pb和Zn等元素浓度在0.2-0.5μm的增加。云层内部的生成过程可能是导致夏季SO42-浓度在0.5-1.0μm出现峰值的原因。颗粒物积聚模态数浓度受气象因素的影响显著，而爱根核模态数浓度与交通流量关系较密切。积聚模态颗粒物可能来自区域性的污染过程，而爱根核模态颗粒物可能来自机动车排放。BC浓度与湿度正相关，与风速负相关，还受到气团传输过程的显著影响。BC浓度日变化模式呈单峰特征，最大值一般出现在21:00-次日3:00，与元素碳（EC）浓度的昼夜变化相符。BC峰值的出现与夜间较稳定的气象条件和重型货车数量的增加均相关。重型货车排放是道路边和城区范围BC的重要来源。背景点BC浓度受气象因素的影响最为显著，而与交通流量的关系不明显，表明背景区域的BC可能是由城区机动车等污染源排放后经大气传输扩散而形成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 细颗粒物的环境影响和健康危害
• 1.1.2 北京市颗粒物污染现状与控制措施
• 1.2 国内外相关研究进展
• 1.3 研究的目的、意义及内容
• 1.3.1 研究目的及意义
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 交通环境颗粒物监测与分析方法
• 2.1 颗粒物监测采样方法
• 2.1.1 采样点的选取
• 2.1.2 采样系统的建立
• 2.2 分析内容和分析方法
• 2.2.1 颗粒物质量分析方法
• 2.2.2 颗粒物化学组分分析方法
• 2.2.3 质量保证与质量控制
• 第3章 粒径分级细颗粒物的化学特征
• 3.1 细颗粒物质量和化学组分浓度
• 3.2 粒径分级细颗粒物化学特征和源解析
• 3.3 奥运期间临时控制措施效果评估
• 3.4 小结
• 第4章 颗粒物数浓度粒径分布特征
• 4.1 数据处理方法
• 4.1.1 数据耦合方法
• 4.1.2 模态分析方法
• 4.2 数浓度粒径分布特征
• 4.2.1 颗粒物数浓度粒径分布
• 4.2.2 气象条件对数浓度粒径分布的影响
• 4.2.3 机动车对数浓度粒径分布的影响
• 4.3 小结
• 第5章 颗粒物黑碳浓度变化特征
• 5.1 数据修正方法
• 5.2 BC 浓度的时间变化特征
• 5.3 BC 与 PM2.5质量浓度的关系
• 5.4 BC 浓度变化的影响因素
• 5.4.1 BC 浓度与影响因子的相关性
• 5.4.2 气团后向轨迹分析
• 5.5 小结
• 第6章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果