天津市区夏季碳气溶胶特征及改进的二次有机碳估算方法

摘要：

为更加准确地估算环境受体PM2.5中SOC(二次有机碳)的质量浓度,于2015年6—8月利用在线监测仪器同步采集小时分辨率的PM2.5及OC(有机碳)和EC(元素碳)样品数据,分析碳气溶胶的变化特征,并尝试运用改进的EC示踪法估算ρ(SOC).结果表明:天津市区夏季ρ(PM2.5)为(70.9±46.0)μg∕m3,ρ(OC)和ρ(EC)分别为(7.6±3.1)(2.2±1.5)μg∕m3,占ρ(PM2.5)的11.8％±4.6％和3.1％±1.4％,OC∕EC(质量浓度之比,下同)的平均值为4.0±2.0.ρ(OC)与ρ(EC)之间的Pearson相关系数(R)仅为0.66,说明OC和EC的来源较为复杂,SOC的产生可能是重要影响因素.ρ(NO2)与OC∕EC呈显著负相关(R=-0.47,P<0.01),并且OC∕EC(4.0)相对较低,说明天津市区机动车可能对碳气溶胶具有重要影响.ρ(SO2)与ρ(OC)、ρ(EC)的相关性较低(R均为0.33,P均小于0.01),说明天津市区碳气溶胶可能受燃煤源的影响较低.改进的EC示踪法主要是利用O3和CO、EC作为光化学反应和一次源排放的指标,并结合ρ(OC)、ρ(EC)和OC∕EC的变化特征,逐步筛选一次排放源主导的时间段的ρ(OC)和ρ(EC)数据,然后利用最小二乘法拟合获得ρ(OC)和ρ(EC)的线性方程,最后进行ρ(SOC)和ρ(POC)(POC为一次有机碳)的估算.天津市区夏季ρ(SOC)的平均值为(2.5±2.0)μg∕m3,分别占ρ(OC)和ρ(PM2.5)的28.8％±15.0％和3.7％±3.6％;ρ(POC)的平均值为(5.2±1.7)μg∕m3,分别占ρ(OC)和ρ(PM2.5)的71.2％±15.0％和8.1％±5.2％,说明天津市区夏季有机碳的主要来源是一次排放源.研究显示,相比于EC示踪法,改进的EC示踪法估算的ρ(SOC)明显降低,ρ(POC)明显升高.AT(大气温度)对ρ(SOC)的影响较为显著,而WS(风速)对ρ(POC)的影响较为显著.

关键词：PM2.5、碳气溶胶、二次有机碳(SOC)估算方法、天津市区

所属期刊栏目：31

分类号：X513(大气污染及其防治)

资助基金：国家重点研究和发展项目2016YFC0208501;中央高校基本科研业务费

在线出版日期：2018-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1504-1518