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章炎麟教授团队在《BAMS》发表中国化学组分监测网最新研究进展

2019-10-18来源:耶鲁大学-南信大大气环境中心作者:林煜棋作者(文):作者(图): 发布: 责编:于杰访问量:17

近日,我校章炎麟教授团队与中国环境监测总站及天津大学合作研究的成果Introduction to the Aerosol Chemical Composition Monitoring Network of China: Objectives,,Current Status and Outlook在美国气象学会期刊《Bulletin of the American Meteorological Society》(BAMS)上发表。BAMS是美国气象学会出版的旗舰杂志,其2019年的影响因子为8.166,在中科院SCI期刊分区中位列1区,是学术影响力最广的气象期刊之一。团队林煜棋教授为共同第一作者,章炎麟教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金的支持。

华北地区是中国空气污染严重的区域,每年冬季灰霾天气频发,细颗粒物(PM2.5)浓度急剧升高,严重影响该地区的空气质量。中国大气颗粒组分监测网分别在2017年10月至2018年9月底于华北”2+26”城市开展了大气颗粒组分人工与自动监测工作。本研究基于手工监测采集细颗粒物样品(PM2.5),分析了华北地区大气PM2.5化学组分与污染来源,并利用案例说明华北地区霾污染期间PM2.5化学组分的演变特征。研究发现有机物与二次无机气溶胶是华北地区PM2.5主要的组分,占整个PM2.5质量浓度的48-72 % (图1所示),大气相对湿度是影响霾污染期间硝酸盐或硫酸盐暴增的重要因子。一般而言,当大气相对湿度为60-70 %时,硝酸盐是霾污染事件主要的贡献物种;而当相对湿度高于80 %时,硫酸盐与硝酸盐浓度会同时迅速增长。

此外,利用正交矩阵因子(PMF)模型对华北地区监测站点PM2.5的污染源进行解析,发现其污染来源以二次气溶胶(23-39 %)、交通排放(17-27 %)、尘土(11-18 %)、燃煤(10-16 %)、钢铁工业(6-21 %)及生物质燃烧(7-18 %)为主,且二次气溶胶是霾污染期间的主要污染源。对比研究期间北京站点的数据与过去的研究结果,发现北京市燃煤与生物质燃烧对PM2.5的贡献量自2014年后呈现下降的趋势,其下降的速率分别是3.6 %/yr与1.3%/yr;反之,二次气溶胶占比逐年增加,尤其是硝酸盐,过去二十年每年以0.6 %的速率增长。研究结果表明了控制二次气溶胶前驱物质的排放,可改善华北地区空气质量、减少霾污染事件的发生。此外,由于中国大气颗粒组分监测网可提供多站点、长时间尺度的监测结果及小时分辨率的在线监测数据,未来配合模式的模拟,可推动霾污染过程中气溶胶化学组成演变的机制、气溶胶化学反应与区域输送影响等相关研究和认识,有助于改善华北地区空气质量。

图1 2017年10月至2018年9月华北地区各测站PM2.5化学组分

论文链接:https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/BAMS-D-18-0325.1

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