徐州市大气臭氧和PM2.5污染特征及来源分析

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徐州作为传统的工业能源城市,空气污染问题突出,夏季臭氧污染、冬季细颗粒物污染,不仅会对人体健康造成严重危害同时也不利于整个城市经济的可持续发展。本研究通过收集2018年~2020年SO2、NO2、PM2.5、PM10、CO、O3浓度数据及相对应的气象数据对徐州地区整体大气污染情况进行探究,了解徐州市大气污染状况,并对2019年夏季典型臭氧和冬季PM2.5污染特征进行详细分析。研究结果如下:(1)徐州市整体空气质量分析结果表明:2018年~2020年PM10、PM2.5、NO2、SO2以及CO浓度逐年下降,而O3浓度呈上升的趋势。PM10、PM2.5、NO2、SO2和CO月浓度变化均呈“U”型特征,10月至次年1月份浓度数值较大,O3月浓度变化为倒“U”型,在6月份浓度值达到最大。SO2以及CO污染排放在国家规定限值内,但夏季臭氧和冬季颗粒物污染超标情况突出。(2)针对2019年徐州市夏季O3污染的研究表明:徐州市夏季O3平均浓度为101μg/m~3,O3小时浓度曲线特征呈“单峰型”,在下午18:00左右达到峰值。气体污染物NO2和CO浓度与O3浓度变化趋势相反。O3浓度与温度呈现正相关性,并且相对湿度范围在35%~55%之间、风速低小于3 m/s时,有利于O3的生成。O3潜在源分析表明,除徐州市本地源外,山东省东南部地区、及徐州东南方向等地区对徐州市夏季O3浓度影响较大,是主要的潜在污染源区。(3)针对2019年徐州市冬季PM2.5污染的研究表明:冬季PM2.5为主要污染物质,PM2.5平均浓度为80.47μg/m~3。NO3-、SO42-、NH4+为PM2.5中主要的水溶性离子,以(NH4)2SO4、NH4NO3的形式存在,其中SO42-以SO2非均相反应转化生成为主,NO3-以气相均相反应生成为主。OC、EC的平均浓度分别为13.98±5.26μg/m~3、1.54±0.78μg/m~3,二者同源。徐州市PM2.5与气象因子的关系表明,低温、高湿、低风速的气象条件更有利于PM2.5的生成。PM2.5源解析结果表明,二次气溶胶(35.1%)为主要污染来源,其次是移动源(27.1%)、土壤扬尘源(15.1%)、燃煤燃烧源(12.9%)、生物质燃烧源(9.8%)。HYSPLIT模型模拟结果显示:徐州本地和山东省西南部、河南省东北部等周边地区为PM2.5污染的主要潜在源污染区。该论文有图39幅,表8个,参考文献118篇。
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