2016~2020年上海市PM2.5化学组成特征和来源解析

2016~2020年在上海市区和郊区的6个点位开展了颗粒物系统性观测研究,分析了PM_2.5的质量浓度以及水溶性离子、有机碳/元素碳、无机元素等化学组分,并利用正矩阵因子分解模型对PM_2.5的来源进行了解析。结果表明,上海PM_2.5浓度水平呈现下降趋势,年均质量浓度依次为46,43,37,40,39μg/m³,表现为冬高夏低,西高东低的时空分布特征。有机物在PM_2.5中占比最高(30%~32%),不同年份和季节间的差异较小。二次无机离子(硫酸盐、硝酸盐和铵盐)的区域性特征明显,其中硝酸盐的占比在5a间升高最多,且在冬季污染过程中起到了关键作用。解析得到PM_2.5的来源有9类,分别为二次硝酸盐(30.6%)、二次硫酸盐(20.7%)、机动车(12.6%)、工业(8.0%)、生物质燃烧(7.7%)、扬尘(6.5%)、燃煤(5.8%)、海盐(4.8%)和船舶(3.2%)。机动车和船舶等移动源、秸秆焚烧和烟花爆竹燃放等生物质燃烧源的贡献浓度在研究期间呈现下降趋势,体现了相关治理措施的管控效果。     

2014年春季上海典型生物质燃烧污染过程分析

针对2014年5月末华东地区出现的大范围秸秆焚烧污染事件(BB),利用上海浦东超级站多种在线监测数据,并结合卫星遥感、数值模拟等方法,对污染期间前(BB-前)、中(BB-中)、后(BB-后)的时空演化进程进行了分析。结果表明,期间平均ρ(PM2.5)和ρ(BC)分别由BB-前的24.3和1.24μg/m3攀升至BB-中的111.90和5.38μg/m3,小时峰值出现在5月27日,达到238.0和15.1μg/m3,BB-后虽有显著好转,但"翘尾"现象明显,ρ(PM2.5)和ρ(BC)为34.6和1.49μg/m3;在空气污染扩散不利条件下,生物质燃烧污染会加重其他多种污染物的污染水平;农田秸秆燃烧烟羽的传输受气象条件所限,使得上海外围火点的多寡与城市污染的水平无必然联系。     

上海不同功能区夏季PM2.5中生物质燃烧贡献的解析

为了解生物质燃烧对上海夏季PM_(2.5)的贡献及评估大气光化学氧化对左旋葡聚糖浓度的影响,在上海的4个不同站点同步采集了PM_(2.5)样品,应用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱仪分析了典型生物质燃烧示踪物脱水糖和水溶性钾离子的浓度,采用示踪物产率法估算了生物质燃烧对PM_(2.5)质量及其中有机物的贡献,分析了左旋葡聚糖浓度与大气臭氧浓度的相互关系.结果表明,上海夏季PM_(2.5)中左旋葡聚糖的浓度在不同站点间差别较小,平均浓度为44.2 ng·m~(-3);水溶性钾离子浓度与左旋葡聚糖之间存在显著相关性(r=0.88),平均浓度为0.45μg·m~(-3),85%以上的钾离子为非海盐、非矿物质来源,即主要来源于生物质燃烧;基于左旋葡聚糖和钾离子的示踪物产率法估算的生物质燃烧对夏季上海PM_(2.5)中有机碳的贡献有显著差别,分别为6.0%和19.2%,左旋葡聚糖的光化学降解是导致这一差别的主要原因;左旋葡聚糖与生物质燃烧源钾离子的浓度比(LG/K■)与大气臭氧浓度之间存在显著的负相关关系,说明大部分的左旋葡聚糖会随着大气氧化性的增强而被降解.     

上海市冬季PM_(2.5)无机元素污染特征及来源分析

为了解高污染季节上海市细颗粒物PM2.5及其无机元素的污染特征和来源,于2013年1月4日至2月1日在上海3个点位采集PM2.5样品,并采用电感耦合等离子光谱仪(ICP-OES)测定样品中19种元素含量.结果表明,采样期间PM2.5污染水平较高,均值达(90.5±41.2)μg·m-3,且郊区明显高于市区和背景参照点.所测无机元素的空间分布规律与PM2.5一致,但背景参照点元素Zn的浓度较高.采样期间Cd、As、Zn、Pb、S和Cu等人为污染元素的富集因子较高.因子分析结果表明冬季上海市PM2.5具有多源性,主要来源于燃煤、自然尘、燃油以及机动车.     

利用后向轨迹模式研究上海市PM2.5来源分布及传输特征

利用后向轨迹模型，结合上海 PM2．5的浓度数据计算了2012年6月27日-2013年6月26日以上海为起始点的后向轨迹，并通过轨迹相关的分析方法，研究不同来源区域对上海 PM2．5浓度的贡献影响。结果表明：长三角地区的排放对上海的贡献最为显著；苏北、山东等地区的排放对上海也有较明显的贡献；来自海面的贡献总体低于大陆。所采用的轨迹多元回归分析法为 PM2．5的来源分布及传输特征研究提供了新思路。