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大气中的细颗粒物(PM2.5)主要由污染源直接排放进入大气,或经大气光化学反应而二次生成,其化学组分十分复杂。人体短期或长期暴露于高浓度PM2.5环境下可能对呼吸系统造成不利的健康效应,从而增加相关疾病的发病率和死亡率。研究表明,大气中PM2.5浓度水平的升高可以诱发人体产生不利的健康效应,并导致能见度降低、气候变化及其他空气质量问题。通常,PM2.5的主要来源包括机动车尾气排放、生物质燃烧以及光化学反应二次生成等自然或人为来源。内蒙古鄂尔多斯地区的空气质量易受污染物长距离传输的影响,污染物来源有其独特的规律,因而对其空气质量的表征及其变化规律的探究具有十分重要的意义。为获得行之有效的大气污染控制对策,需要对研究区域大气中PM2.5的化学成分进行详细的表征,以及定量识别对空气质量影响较大的污染物来源并量化其影响程度。本研究采集了鄂尔多斯地区具有代表性的PM2.5样品并进行了相应的化学组分分析,利用优化后的受体模型解析出PM2.5的主要来源及其源贡献。鉴于有关内蒙古自治区大气PM2.5来源的研究较少,本研究利用CMB和PMF模型得到的结果正好为该领域提供了强有力的数据支持,能够为区域污染控制或本地源控制为主的环境管理模式探索新的道路。 近年来,有关中国大气污染的研究主要集中于大城市;然而,小城市的空气污染问题同样需要重视,特别是对于工业快速发展的地区,急需弄清其污染物的主要来源及时空变化。鄂尔多斯地区目前正处于经济和工业高速发展的过程中,面临着空气质量差,细颗粒物浓度水平超标等环境问题,污染物长距离传输对该地区的空气质量具有重要影响。初步分析表明,鄂尔多斯地区PM2.5年平均浓度超过75μg/m3,但本地源只占18μg/m3(23%),约60μg/m3(77%)由区域传输贡献,仅本地源还不足以导致空气污染程度达到现有水平。本研究的目的主要在于对PM2.5的来源进行量化,并评估本地源的贡献以及区域传输对当地空气质量的影响。通过空间相关分析、双变量极坐标图表征以及后向轨迹模拟表明鄂尔多斯地区的PM2.5浓度主要受自治区外的远距离传输以及内蒙古西部沙漠地区沙尘的影响。总的来说,减少内蒙古自治区南部地区的污染输入可以在很大程度上改善鄂尔多斯地区的空气质量。 为判断污染过程中的主要污染来源及影响因子,将污染天和非污染天主要污染源的贡献进行比较分析,辨析出重要污染事件中的关键污染源,从而摸清主要污染月份中需要重点控制的污染来源。OC的源解析结果表明,污染事件发生时,工业/煤炭燃烧排放和机动车尾气排放对空气污染的贡献明显高于非污染天,而SOC、生物质燃烧和生物排放的贡献在污染天和非污染天之间并没有显著的差异。此外,双变量极坐标图和CWT图表征结果揭示出:工业燃煤排放和机动车尾气排放主要是长距离传输导致的,然而在污染事件发生时,这些源则大多来自本地。SOC、生物质燃烧和生物排放在污染天和非污染天的来源地相同,均来自远距离传输。 作为创新性尝试,研发出一种基于光学彩色空间传感方法而建立的新型颗粒物OC/EC测量方法。该方法结合了气溶胶光学特性、独立CIE-Lab色彩空间传感应用及多参数校准系统,并考虑了颗粒物中不同化学组分(水溶性离子和金属元素)对方法准确性的影响。和传统方法相比,该方法不仅可以测定石英膜上颗粒物OC/EC的含量,还可以应用于Teflon膜上OC/EC的测定。同时,初步证实了虽然有机物来源对光的吸收和散射有一定的影响,但对本研究中的OC/EC的测定结果影响不大。因此,该方法具有无损、低成本、高效率以及对Teflon独特的实用性等特点,可以广泛应用于大气环境化学和环境健康研究等领域。