Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27162/d.cnki.gjlin.2021.006724 |
| 长春市2018年PM_(2.5)浓度变化及传输特征研究 | |
| 孟繁皓 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 吉林大学 |
| 中文摘要 | 近几十年来,以PM2.5为首的大气颗粒物导致的一系列空气污染问题越来越受到广泛的重视,细颗粒物的过量排放导致了众多的生态环境问题,如雾霾现象、酸雨以及全球变暖问题,这些问题直接影响了社会经济活动的正常运转,也有害于人类的身体健康,长春市是吉林省的省会,位于中国东北,冬季严寒,且采暖期较长,且又是中国的老工业基地,工业的发展和采暖供热也必然伴随着大气颗粒物的大量排放,从而引发大气污染现象。为研究长春市的整体大气污染水平以及大气颗粒物的可能来源,本论文以2018年长春市全年主要大气污染物的逐时浓度数据作为基础,剖析了研究区域在研究时期内的大气污染物浓度变化,还统计了气象因素的变化趋势,据此分析三种气象因素对颗粒物的影响;通过HYSPLIT模型(混合单粒子拉格朗日轨迹)得到长春市2018年全年500米高度的72小时逐时后向轨迹,并通过课题组特别编制的逐步聚类算法程序对全年以及设置的特定14种情景下的后向轨迹进行聚类分析,分别得到不同情形下能够代表该情景气流运输特征的8条代表轨迹;根据2018年长春市AQI的情况选择了一段空气污染情况较重的时期,在逐步聚类算法的基础上,结合前向轨迹模拟出该污染时期的气流传输通道;通过改进的PSCF方法(潜在源贡献分析法)分析长春市PM_(2.5)和PM_(10)的潜在来源地区。本论文得出的结论如下:(1)2018年长春市主要大气污染物中,NOx、NO_2和PM_(10)的年均浓度超过《环境空气质量标准》(GB3095-2012)的二级标准;除O_3以外,月浓度变化在一定程度上都呈现出冬季浓度大于其他季节浓度的特点,在3月和4月分别出现了2018年长春市PM_(2.5)和PM_(10)的最高月均浓度;从PM_(2.5)/PM_(10)比值来看,在1月-3月期间,PM_(2.5)的所占比例较高,在9月-10月期间,PM_(2.5)占比较低;此外,PM_(2.5)的浓度的日变化水平基本遵循春季和冬季大于夏季和秋季,“采暖时期>年均浓度值>非采暖期”的整体规律,呈现“双峰双谷”趋势,最高值出现在上午和夜里,最低值出现在早晨和傍晚。(2)2018年长春市的AQI情况较好,超标率为7.9%,发生污染的日期主要在3月和4月,在所有污染物中,AQI值与PM_(2.5)和PM_(10)浓度间的相关系数位居前两位,大气污染情况很大程度上受颗粒物污染程度的影响,而且PM_(2.5)浓度和PM_(10)浓度与氮氧化物浓度间的相关系数也都较高,机动车尾气的排放也将影响到大气颗粒物的污染;PM_(2.5)和PM_(10)浓度均与气温成负相关,与风速成正相关,与相对湿度成负相关,即气温和相对湿度越低,风速越高,越可能促进颗粒物污染;西南偏西风为研究时期内的主导风向,东北方向的风频很小,年均风速3.44m/s,全年的整体风速较为稳定。(3)2018年长春市全年的轨迹半数来自西北方向,西北方向的气流轨迹运输距离也相对较长,西北方向路径的代表污染物为NO、NOx、PM_(2.5)和PM_(10),,它们的浓度超标现象主要出现于秋冬季节,尤其是冬季,且西北方向特征轨迹的柱状图在一定程度上都呈凹形,长春市在秋冬季节尤其是冬季易受西北方向远距离运输气流的影响,气流的来源区域包括俄罗斯南部,蒙古中部和内蒙古东北部,与之相对的,长春市西南方向轨迹的柱状图明显呈凸形,在夏季,西南方向气流对长春市大气质量影响较大,且SO_2,O_3和CO的超标情景大多出现于此路径,它们的小时高浓度值相对多出现在夏季,但每条代表轨迹只包含极少数量的轨迹,污染物超标的实际发生频率很低,来自西南方向的气流多经过黄海,且属于短距离运输,长春市可能受到太平洋吹来的海风的影响,清洁的空气可能会降低较高的浓度值。(4)重污染时期的传输通道分析结果表明,该污染时期的气流来源主要为俄罗斯南部地区,后向轨迹主要为西北方向,前向轨迹的传输的方向为日本西北沿海和俄罗斯东南部,且气团在吉林省内发生了短暂的气流循环,该污染天气对吉林省东南部城市的影响较大,且气流经过黑龙江省的时间较短,对其造成的影响较小。(5)PM_(2.5)和PM_(10)在西南方向的主要潜在来源区域为吉林省西南部,辽宁省东北部和黄海地区,次要潜在来源区域为山东西部的沿海地区、河北省东部和江苏省东部,由于内陆城市相对发达且气流的传输距离相对较短,在一定程度上西南方向也可以看作是网格所在城市本地源排放的贡献;PM_(2.5)和PM_(10)在西北方向的主要潜在来源区域为黑龙江省西部和内蒙古西北部,次要潜在来源区域为俄罗斯南部和蒙古中部,西北方向的潜在源区域面积远大于西南方向,且气流传输的距离相对较长,颗粒物可能会在远距离运输过程中发生物理损耗从而使气流携带更多的细颗粒物,内蒙古西北部的浑善达克沙地和蒙古中部的戈壁沙漠地区也可以视为PM_(2.5)和PM_(10)的天然来源。 |
| 中文关键词 | PM_(2.5) ; PM_(10) ; 区域传输 ; 后向轨迹 ; 聚类分析 ; PSCF |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X513 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373405 |
| 作者单位 | 吉林大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟繁皓. 长春市2018年PM_(2.5)浓度变化及传输特征研究[D]. 吉林大学,2021. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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