【《S市PM2.5化学组分长期变化特征分析案例》2000字】

S市PM2.5化学组分长期变化特征分析案例深圳大学城在深圳市区中属中度污染水平，加之其位于深圳西部，更靠近珠三角，是反映珠三角区域输送对深圳市影响的理想点位。最终本研究选择在大学城超级站作为代表点开展了长期的离线膜采样分析，往年分析方法及仪器都保持一致，通过2009-2019年大学城点位的长期的来源解析研究，间接反映深圳市的污染水平长期变化特征，对整个珠三角区域的PM2.5防控措施制定也有一定的借鉴参考意义。由图1.3可知，2009-2019年，大学城点位PM2.5浓度总体呈现下降趋势，分别为42.2μg/m3、36.7μg/m3、23.3μg/m3。10年前后PM2.5主要成分均是OM、SO42⁻、NO3⁻、NH4+和EC，但其中最明显的变化是贡献最大的组分—有机物的比值明显升高，由2009年的31.6%升至2019年的47.2%，EC在PM2.5中的相对比重下降了4.1%，说明有机物在深圳PM2.5污染中的贡献越来越高。OM组分既直接来自一次燃烧源的排放，也来自VOCs的二次反应生成，而EC组分多来自一次化石燃烧源的排放，从2009年到2019年，EC从第三大类源逐渐被NH4+取代，OC/EC比值从2.9升高到6.7，通常认为当PM2.5中OC/EC的值超过2就有显著的二次有机碳的生成，表明深圳市一次燃烧源排放的影响逐渐减小，但二次有机物（SOC）的贡献逐渐凸显。SO42⁻的贡献比例也有明显下降，从2009年的27.8%下降到2019年的19.2%，SO42⁻是典型的区域性污染物，表明整个珠三角的脱硫措施以及联防联控取得了一定的效果。NO3⁻在PM2.5中的贡献占比变化不大，变化范围在1.0%以为，氮氧化物是机动车尾气排放的主要污染物，说明机动车对深圳市来说仍然是一个较为重要的污染来源。矿物质元素的占比也略有升高，由2009年的2.0%升至2019年的2.3%，矿物质元素是表征扬尘的重要元素，而扬尘污染的主体是PM10，少量进入2.5µm范围内的粒子粒径也较大，PM2.5占PM10比例从2014年的64%下降到2019年的58%，说明本地扬尘对深圳市PM2.5的影响逐渐增大，需要密切注意扬尘影响。图1.4为大学城点2009-2019年PM2.5及其化学组分浓度变化图，由图可知，2009-2019年PM2.5全年质量浓度由42.2μg/m3下降至23.3μg/m3，降幅达到44.8%。深圳市10年前后PM2.5主要成分OM、SO42⁻、NO3⁻、NH4+和EC均有明显的下降趋势，分别下降了2.4μg/m3，7.3μg/m3，1.0μg/m3，1.4μg/m3和3.0μg/m3，下降幅度达到17.8%、61.9%、36.6%、39.5%和61.0%，总共占所下降PM2.5的79.3%，反映了近年来深圳本地与珠三角区域的机动车控制、电厂脱硫脱硝等工作的成效。其余组分的变化范围都在0.4μg/m3范围内。其中大学城点位OM、K元素以及矿物质元素等组分在2014年有轻微的反弹迹象，在珠三角地区，OM组分既直接来自化石燃料的排放，如机动车的石油燃烧等，也来自VOCs的二次反应生成，K元素主要来自生物质燃烧，而矿物质元素主要是用来表征扬尘源，而这些源大部分是本地源，受到局地影响较大，表明2009-2014年，深圳本地随着城市化发展，所带来的机动车保有量增加、基础建设活动频繁等问题导致了部分污染源的反弹。图1.32009、2014和2019年大学城点的PM2.5化学组成图1.42009、2014和2019年大学城点PM2.5及化学组分年均浓度图1.5是2009、2014和2019年大学城点PM2.5化学组分月均变化情况，用于反映深圳市的长期季节变化特征，由图可知，10年前后PM2.5浓度和各主要组分都有明显的下降趋势。但总体来说，基本还是呈现“春夏低、秋冬高”的季节特征，2009-2019年皆是冬季的1月份PM2.5浓度最高，2009年1月质量浓度为76.8μg/m3，2014年1月为67.0μg/m3，2019年1月为39.3μg/m3，下降幅度为48.9%，夏季6-7月PM2.5浓度最低，PM2.5下降幅度为53.4%，夏季的下降幅度要高于冬季。从各主要组分来看，OM、SO42⁻、NO3⁻、NH4+和EC的高浓度多集中在冬季的12月与1月，低浓度多分布于夏季的6-8月，以浓度最高和最低的月份计算，夏季下降幅度分别为31.7%、59.2%、51.6%、41.3%和68.1%，而在冬季下降幅度分别为30.6%、57.1%、1.6%、20.7%和67.3%，总体来说夏季的下降幅度要大于冬季，由此可见冬季时节深圳受到的区域传输更为显著。结合表1.1的气象条件可知，深圳市冬季主导东北风，空气气团主要来自污染较为严重的北方内陆或东部沿海，污染物在深圳进行累积，导致深圳冬季受到的区域影响显著；而夏季主要吹西南季风，气团主要来自珠三角以南的清洁的海面，污染较少，更体现了深圳本地的污染情况，与上述结论一致。从2009-2014年，主要组分浓度夏季有一定程度的下降，但冬季有反弹迹象，OM、NO3⁻和NH4+分别反弹了0.8μg/m3、2.2μg/m3和2.9μg/m3，表明深圳本地的管控措施有一定成效，但周边区域的污染较重，对深圳的影响较为显著，且相比于2009年，2014年冬季的风速较低等气象条件也更加不利于污染物的稀释和扩散。从2014-2019年，各组分在夏冬两季都有明显的下降，表明深圳市淘汰全部黄标车、全面推广新能源公交大巴、改造锅炉、船舶采用低硫燃油等措施取得了明显的效果，同时周边区域的联防联控措施也逐步加强。总的来看深圳夏季污染逐渐下降主要体现本地的防控措施导致污染排放减少，而冬季污染下降明显，一方面是由于深圳本地排放减少，另一方面与区域联防联控有关，即珠三角地区整个污染排放减少以及北方内陆污染减少。图1.52009、2014和2019年大学城点PM2.5化学组分月均变化表1.12009、2014和2019年深圳各月主要气象参数年份季节平均气温(°C)相对湿度(%)主导风向平均风速(m/s)大气边界层高度(m)降水量(mm)2019年春20.673东1.10588141.6夏28.585西南1.12658274.1秋28.182风场均匀0.94724277.3冬18.166东北偏北0.967684.22014年春19.371东北偏北1.0620213夏29.473西