PM2.5是大气中空气能源学直径≤2.5 μm的细颗粒物的简称,是大气复合欺凌最紧要的特征欺凌物之一(朱彤等,2010),是当前中国东部地区大部分城市的紧要欺凌物。PM2.5的危害好多,不仅能镌汰大气能见度,变成霾天气,况兼还能佩带其他大气欺凌物和病菌,直接干预东说念主体肺部,严重危害东说念主体健康(吴兑,2013);当PM2.5浓度达到一定水平方,可减少到达大地的太阳辐照,变成赤子伛偻病高发,影响植物光协作用(任义方等步非烟 足交,2010)。因此,寰宇上好多海外组织与国度、地区皆给出了PM2.5质地浓度的限值(吴兑,2013)。中国环境保护部2012年在新的环境空气质地依次(GB3095-2012) 中增设了PM2.5浓度限值(环境保护部,2012a),在“环境空气质地指数(AQI)时间法例(试行)”(HJ633-2012) 中给出了各级空气质地对应的PM2.5浓度24 h平均的限值(环境保护部,2012b),如重度欺凌对应的PM2.5日均浓度高于150 μg/m3。现今,PM2.5已成为中国大部分城市的首要欺凌物(如:统计袒露2013—2015年合肥市大气重欺凌日的首要欺凌物均为PM2.5)。
鉴于PM2.5对东说念主体健康、生态环境、天气气象等多方面的影响和危害,PM2.5离子构成、时空变化特征、形成机理等早就受到中外科学家的暄和。中国较早开展PM2.5监测的有珠三角(吴兑等, 1994a, 1994b;吴兑, 1995, 2013)、北京(张晶等,1998;He,et al, 2001;Yao,et al, 2003)、上海(Feng,et al, 2006;Fu,et al, 2008)等经济较发达的城市。受条目所限,早期对PM2.5的监测时、空通顺性均较差(李名升等,2016), 主淌若专科东说念主群从科学的角度进行有计划。最近几年,跟着政府对大气欺凌处分的不停真切,加之各式监测时间的最先、提升,对中国PM2.5的暄和越来越行家化,对PM2.5的关系有计划得到了兴奋发展,已从经济发达的北京(刘庆阳等,2014;李令军等,2016;陈云波等,2016)、上海(Feng,et al, 2009;Du,et al, 2011;周敏等,2013;常炉予等,2016)、广州(Tao,et al, 2012)、南京(银燕等,2009;张秋晨等,2012;He,et al, 2014)、杭州(Jansen,et al, 2014)发展到二、三线城市,如成皆(Tao,et al, 2013)、合肥(Deng,et al, 2016;石春娥等,2016b)。上述有计划加深了对中国不同地区PM2.5化学构成、光学特质、吸湿特质过甚与雾、霾天气及气象条目关系等的领路,并阐释了变成霾天气的大气气溶胶粒子的开头和各式影响,从而为加速制定大气欺凌处分策略提供了科学依据。但上述有计划大部分属于个例有计划,且高浓度PM2.5形成进程中,土产货排放和区域运送均有紧要作用(郑海涛等,2016;陈云波等,2016;常炉予等,2016),而中国河山辉煌,南北、东西跨度大,各地天然条目、工农业布局不同,PM2.5开头、构成和时空分散特征各别。因此,对不同城市的PM2.5重欺凌特征及成因必须开展针对性的有计划。
安徽位于长三角外围,凭据2014年的监测,安徽属于PM2.5欺凌较重的区域(李名升等,2016)。省会城市合肥位于安徽省中部,2000年之后,霾日数上涨赶快(张浩等,2010;邓学良等,2015;石春娥等,2016a)。受地舆位置及季习气象的影响,合肥的大气颗粒物开头复杂,不仅与土产货工农业活动联系,还与邻近省份大气欺凌物运送密切关系(杨元建等,2013;石春娥等, 2014, 2016a),致使新疆、内蒙古等西北地区的沙尘暴活动对合肥的PM10浓度也有显贵的影响(石春娥等,2008),而PM2.5是PM10的紧要构成部分。2012—2013年在代表性月份对合肥市气溶胶粒子理化特征进行不雅测有计划,发现合肥雾、霾日通常对应着较高的PM2.5浓度(石春娥等,2016b)。2013年,环境保护部在74个城市启动PM2.5的惯例在线监测,合肥市属于这74个城市之一,这为系统有计划合肥PM2.5重欺凌特征提供了条目。文中欺诈环保部门的大气欺凌物浓度监测数据,纠合安徽光学精密机械有计划所(位于董铺岛)激光雷达探伤数据、本课题组气溶胶离子组分分析数据,对2013—2015年合肥市PM2.5重欺凌特征进行系统分析,方针是了解PM2.5重欺凌出现的时空分散特征、影响因子,为开展PM2.5展望、预告和处分提供依据。
2 长途和体式 2.1 长途开头所用长途包括:
(1) 大气欺凌物浓度数据,包括CO、SO2、NO2、O3、PM2.5、PM10等6种身分的逐时浓度,来自中国国度环境保护部网站公布的监测数据()。合肥市环境监测站在合肥市市区和郊区共设有10个监测站,自2013年1月启动及时监测并发布上述6种欺凌物浓度,其中,董铺水库站为清洁对照站,位于合肥市西北郊董铺水库中的董铺岛上。各测站不雅测仪器和不雅测体式一致,皆是β射线法测量PM2.5质地浓度。
(2) 大地惯例气象数据,包括逐时风向风速、相对湿度,一日3次(08、14、20时,北京时,下同)的目测能见度、天气步地和日降水量等,均来自安徽省气象局信息中心。
(3) 2013年董铺岛的激光雷达探伤数据,每15 min一次的消光系数(Wu, et al,2011),由中国科学院安徽光学精密机械有计划所大气身分与光学重心实验室提供。
(4) 2012—2013年代表性月份合肥市气溶胶粒子分级采样离子身分分析扫尾(石春娥等,2016a)。环境监测站善良象不雅测站的位置如图 1。本有计划的时段为2013年1月—2015年12月。
2.2 分析体式城市日均浓度忖度体式参考“环境空气质地依次”(GB3095-2012)(环境保护部,2012b)。2013—2015年每年的灵验天数均杰出324 d。
在征询PM2.5质地浓度与气象要素关系时,凭据长途情况,能见度用08、14、20时3个时次的平均,相对湿度、风速的日均值是24 h平均。
为征询PM2.5重欺凌特征,凭据“环境空气质地指数(AQI)时间法例(试行)”(HJ633-2012)(环境保护部,2012a)对PM2.5日均浓度善良溶胶离子身分分析的样本进行分类。各级空气质地临界指数对应的PM2.5日均浓度阈值分裂为:一级(优):(0,35 μg/m3];二级(良):(35 μg/m3,75 μg/m3];三级(轻度欺凌):(75 μg/m3,115 μg/m3];四级(中度欺凌):(115μg/m3,150μg/m3];五级(重度欺凌):(150μg/m3,∞)。在此基础上比较分析不同PM2.5浓度等第日PM2.5浓度、风速和相对湿度等的日变化、气溶胶消光系数平均廓线、气溶胶水溶性无机离子构成。
3 合肥市PM2.5欺凌的总体特征 3.1 PM2.5浓度水平及季节变化2013—2015年,合肥市PM2.5浓度平均值为78.9 μg/m3(图 2),高于环境部给出的二级浓度下限值(35 μg/m3)的2倍,低于北京2013—2014年的均值88.4 μg/m3(李令军等,2016)。PM2.5浓度的季平均值夏日(6—8月)最低,冬季(12—2月)最高,冬季略高于夏日的2倍,春(3—5月)、秋季(9—11月)比较接近。中位值略低于均值,与均值的季节变化趋势一致。中位值和均值竟然皆位于样本数值领域的中间位置(即离高下四分位的距离接近)。从全年情况看,中位值为67 μg/m3,略低于日均浓度分级中轻度欺凌的界值(75 μg/m3)。PM2.5日均浓度最低不错到10 μg/m3以下,最大值杰出350 μg/m3。
凭据PM2.5分指数,3 a间合肥各级空气质地等第出现天数分裂为:123 d(优,日均浓度不杰出35 μg/m3)、492 d(良,日均浓度在35—75 μg/m3)、281 d(轻度欺凌,日均浓度在75—115 μg/m3)、81 d(中度欺凌,日均浓度在115—150 μg/m3)和84 d(重度以上欺凌,日均浓度杰出150 μg/m3),优良天气占58%,重度以上欺凌占总天数的7.9%。
3.2 合肥市PM2.5浓度的空间分散合肥10个测站PM2.5年均浓度见图 3。2013—2015年,各站PM2.5年均浓度均呈下落趋势,这一方面施展欺凌限度措施灵验,如凭据中国统计年鉴,2014年安徽及邻近省份的SO2排放量均低于2013年(),另外,2014年启动安徽省秸秆禁烧的策略执行得比以往更严了;另一方面,气象条目也有益于欺凌物的断根,2014、2015年合肥的年降水量呈增长趋势。对照图 1与图 3可发现合肥PM2.5浓度存在彰着的空间差异,东北高、西南低,清洁对照站点(董铺水库)最低。2013年清洁对照站与市区站PM2.5平均浓度的差异最大,如瑶海区PM2.5平均浓度94.8 μg/m3,董铺水库PM2.5平均浓度76.3 μg/m3。与2013年比拟,2015年清洁对照站与市区站间的差异显贵缩小,仅庐阳区和瑶海区PM2.5平均浓度略高于70 μg/m3,其他市区站PM2.5平均浓度均低于70 μg/m3,董铺水库PM2.5平均浓度64.0 μg/m3。2015年,位于市中心的长江中路站排行上涨。
3.3 合肥市PM2.5浓过活际变化2013—2015年,合肥PM2.5日均浓度逐日变化的领域较大,在符合的气象条目下,日增幅和日降幅均可杰出150 μg/m3,也即是说,空气质地等第的日际变化不错跨级,一天就不错从优良跨到重欺凌,也不错直接从重度欺凌变化到优良等第。从PM2.5日均浓过活际变化量的频率分散(图 4)可见,PM2.5日均浓度逐日变化量接近正态分散,峰值在-10—10 μg/m3,占比33%,变化幅度在-30—30 μg/m3的天数占比达到72%。3 a中,日增(减)量在50 μg/m3以上的天数分裂为56 d(5.4%)和68 d(6.5%)。对照气象长途,不错发现PM2.5浓度的陡升通常对应着能见度下落,平均风速在1.0—2.0 m/s,且主导风向为偏南风除外的风向,粗略平均风速低于1.0 m/s且无彰着主导风向,这与合肥霾天的情况通常(石春娥等,2014);PM2.5浓度的陡降通常对应着降水、大风,粗略出现了偏南风,纠合安徽及邻近省份的欺凌源分散(Zhang, et al, 2009;曹国良等,2011),这些论断一方面施展所用长途可靠,同期也对开展空气质地预告有辅导酷好。
3.4 合肥市PM2.5浓度与其他欺凌物浓度的关系大气中颗粒物种类粘稠,开头复杂。既有天然源产生的沙尘颗粒、海盐、花粉粒子和东说念主类行直接接排放的颗粒物(汽车尾气、秸秆废弃、工场燃煤)等一次颗粒物,又有气粒调度生成的硫酸盐、硝酸盐等二次颗粒物(吴兑,2013)。也即是说,PM2.5与CO、NO2、SO2、PM10等不错有共同的开头,NO2、SO2又是PM2.5的前体物,PM2.5本人又是PM10的主要构成部分,在PM2.5欺凌严重时PM10中PM2.5的占比更高(表 2)。因此,一般情况下,PM2.5浓度与上述欺凌物浓度存在显贵的正关系,但与O3关系不彰着(表 1)。从关系系数的季节变化看,PM2.5浓度与NO2、SO2和PM10浓度的关系均在春季最弱,秋季最强,这与处在季风调度期(春、秋两季)主导合肥的气团来向变化密切关系。合肥春季以西北、偏北风为主,春季又是西北地区沙尘暴高发季节,影响领域广的强沙尘暴82.5%发生在春季(周自江等,2003),是以,春季是西北沙尘运送影响最强的季节(石春娥等,2008);秋季,合肥地区低空主要受出动慢慢的局地气团和来向为偏东朔观点的气团影响,长途运送的影响较小(石春娥等,2008)。因此,春、秋季影响合肥的气团不同,欺凌物开头也有不同,导致PM2.5浓度与NO2、SO2和PM10浓度的关系存在彰着的季节变化。
3.5 PM2.5浓度与局地气象要素的关系表 1也给出了PM2.5与部分大地气象要素的关系系数,为去除降水影响,忖度PM2.5与能见度和风速的关系系数时去掉了日降水量10 mm以上的样本。总体上,PM2.5浓度与能见度和大地风速皆成负关系。与能见度的关系很强,达到了99%的置信水平,且关系系数季节变化不大。低风速可导致局地产生的大气欺凌物积聚,高风速有益于局地欺凌物的扩散和对外运送,因此,一般情况下,欺凌物浓度与风速成反关系。合肥PM2.5浓度与风速关系系数齐全值夏日最大,春季最小。由于受季习气象影响,合肥夏日盛行偏南风,而合肥以南地区欺凌物排放强度较合肥以北地区低(Zhang,et al, 2009;曹国良等,2011),不管从运送的角度也曾从局地欺凌物扩散的角度皆是不错施展注解的,即风速增大有益于欺凌物的扩散;其他季节皆是盛行偏北风,安徽的西北、北、偏东观点皆是SO2、NO2等排放大值区,因此,这些来向的风作用比较复杂,既可变成外来欺凌物的输入,也不错加强土产货欺凌物的扩散作用,是以关系性较弱。
4 合肥市PM2.5重欺凌特征 4.1 合肥市PM2.5重欺凌存在彰着的月季变化和时刻变化3 a间,合肥总共出现PM2.5重度以上欺凌日84 d,主要出咫尺秋、冬季节(10月至次年2月),2013年最多,2015年最少,月变化趋势各站基本一致,1月和12月最多,5、6月也偶有出现(图 5)。由图 5b不错看出,各站点PM2.5重欺凌主要发生在秋、冬季,6月皆会有2—5 d,除高新区除外的站点5月皆有PM2.5重欺凌记载。从站点间差异情况看,1、11和12月各站间差异较大,其他月份,尤其是6月,差异较小。凭据已有有计划(杨元建等,2013),5月底至6月初的夏收季节,秸秆废弃活动对安徽江淮地区能见度、霾日数皆有显贵影响,因此,6月是一年中秋、冬季除外另一个霾的高发月份(张浩等,2010)。从本有计划的统计扫尾也不错看出,受秸秆废弃活动的影响,合肥不错在5、6月出现PM2.5重欺凌天气,而产生这种重欺凌天气的主因并不是城区欺凌物的排放、累积,通常是大领域的、区域性的。因此,城郊差异小。值得明慧的是,2015年5、6月莫得出现PM2.5重欺凌,这施展2015年秸秆禁烧成果显贵。1月,行动清洁对照站的董铺水库站,重欺凌日数显贵低于其他站点,施展1月的重欺凌以土产货累积为主。
从年变化情况看(图 3),各站皆是2013年重欺凌天数最多,2015年最少,与年均浓度的变化趋势一致。
如果仍然以日均浓度的限值依次来界说小时空气质地等第,即以小时浓度杰出150 μg/m3行动重欺凌判断依次,不错发现重欺凌的出现亦存在显贵的日变化,傍晚到黎明高、午后低(图 6)。接洽到有长途缺测的情况,图 6同期还给出了重度欺凌出现的百分比(频率的时刻变化),由图可见,重欺凌出现频率跟出现次数的日变化一致,相对而言,午后重欺凌的出现频率较低,低至6%傍边,旦夕可杰出10%。
4.2 合肥市PM2.5重欺凌存在空间差异由图 3可见,10个测站PM2.5重欺凌出现天数的空间分散与PM2.5年均浓度分散趋势一致。凭据3 a中、重欺凌天数,10个测站不错分为4个等次:位于合肥东北部的瑶海区、三里街、庐阳区出现重欺凌天数最多,在90 d傍边,分裂为92、91和89 d;合肥市中心城区的包河区、长江中路、琥珀山庄和明珠广场第2多,为80 d傍边,分裂为82、76、83和76 d;位于合肥市西南外围的新城区(滨湖新区和高新区)排第3,在70 d傍边,分裂为68和71 d;位于合肥西北的清洁对照站(董铺水库)最低(47 d),约为瑶海区的一半。
文爱剧情每一年重欺凌日数站点间排序略有变化:2013年,重欺凌天数居前3位的是瑶海区、庐阳区和三里街,最低的3个站点是董铺水库、高新区和长江中路;2014年,居前两位的是三里街、瑶海区,另外3站并排第3,最低的两位是董铺水库和滨湖新区,长江中路和高新区并排第2少;2015年,长江中路最多(19 d),董铺水库仍为最少(11 d),其他站点皆在13—15 d,长江中路由前两年的较少变为2015年最多,且显贵杰出市区其他站点(与排第2的站点比拟,超出26%),如上所述,2015年长江中路站PM2.5平均浓度的排行也上涨了,这可能与修建地铁等基建活动联系。2013年董铺水库站与市区站重欺凌日数差异最大,如瑶海区重欺凌天数为49 d,董铺水库站重欺凌天数才24 d。与2013年比拟,2015年董铺水库站与市区站间的差异显贵缩小,除长江中路外,其他市区站点,重欺凌天数最多的为15 d,董铺水库重欺凌天数11 d。
4.3 PM2.5重欺凌日浓度峰值出面前刻推后了解欺凌物浓过活变化对东说念主们安排日常糊口有紧要酷好,也有助于了解欺凌物的开头。由图 7可见,除了一级空气质地日(优),PM2.5浓度均存在彰着的日变化,且欺凌等第越高,PM2.5浓过活变化弧线越彰着,在轻度以上欺凌日,日变化弧线呈现彰着的双峰分散,两个峰值分裂在09时前后和21时,谷值出咫尺15—16时。两个峰值永逝不大,峰值与谷值的差值分裂为27(轻度欺凌日)、39(中度欺凌日)和33 μg/m3(重度欺凌日)。峰值的出面前刻恰与旦夕高放工岑岭时段重合,交通岑岭时东说念主为排放相对增多,这个时刻近地层逆温层尚未肃清或正在形成、大气搀和层高度较低,不利于欺凌物的扩散;而谷值出面前是一天中湍流发展最为欢叫、搀和层厚度发展最为进修、扩散条目最佳的时段,且交通岑岭尚未启动,交通变成的欺凌源相对较低。这施展大广泛情况下合肥的PM2.5欺凌是这二者纠合变成的。
图 7袒露中、重欺凌日PM2.5浓度呈彰着的双峰型变化,即使在午后谷底,平均浓度也在170 μg/m3以上,杰出重欺凌日平均浓度的限值(150 μg/m3)。另外,值得明慧的是,跟着欺凌进程加剧,PM2.5浓度早上峰值出面前刻略有推后,如轻度欺凌日峰值出面前刻为08时,中度欺凌日为09时,重度及以上欺凌日为10时,而谷值出面前刻基本一致,皆是16时。重欺凌日早上峰值时刻推后可能与重欺凌主要出咫尺冬季联系,另外,也施展重欺凌与贯通大气领域层之间可能存在互相促进的作用,具体机制有待进一步有计划。
4.4 PM2.5重欺凌日O3除外的气态欺凌物浓度亦显贵上涨了解PM2.5重欺凌日与低浓过活(PM2.5浓度≤35 μg/m3)欺凌物浓渡过甚对应的气象条目的差异,有助于领路重欺凌的形成机制。表 2给出了PM2.5重欺凌日、PM2.5低浓过活和3 a系数灵验日各欺凌物平均浓度的比较,表中O3-1 h和O3-8 h分裂指臭氧最大1 h浓度和最大8 h滑动平均浓度。与3 a均值比拟,PM2.5重欺凌日的O3浓度较低,高浓度气溶胶颗粒会显贵缩小到达近大地的紫外辐照,光化学响应缩小,因而会镌汰近地层臭氧浓度;其他欺凌物浓度皆升高,重欺凌日CO、SO2、NO2平均浓度是3 a均值的1.6—1.8倍,PM2.5和PM10浓度是3 a均值的2.6和2.0倍。除了O3,其他欺凌物在PM2.5重欺凌日的平均浓度是低浓过活平均浓度的2.5—7.9倍,从PM2.5低浓过活到PM2.5重欺凌日,PM2.5浓度增长倍数最多,其次是PM10和SO2。施展这些欺凌物可能有共同的开头或有共同的影响因子。
4.5 PM2.5重欺凌日对应着愚顽见度、小风的静稳天气从天气步地记载看(表 3),重欺凌日通常对应着霾和轻雾天,也会出现降水和雾;而在清洁日,雾、霾天很少,通常对应着降水粗略大风(平均风速3 m/s以上),出现降水的比例高达75%,这不错施展注解为什么图 7中清洁日PM2.5浓过活变化不彰着。PM2.5重欺凌日皆对应着愚顽见度、小风(2 m/s以下)的所谓“静稳天气”,同期相对湿度偏高。重欺凌日对应的日均能见度在0.7—8 km,73%的样本低于5 km;日均相对湿度的变化领域为40%—98%,92%的样本高于60%,中位值为76%。用安徽6个城市2015年的不雅测长途分析发现接近80%的重欺凌时次对应着相对湿度在70%以上(石春娥等,2017);日均风速的变化领域为0.63—3.33 m/s,中位值为1.52 m/s,仅4例日均风速大于3 m/s,如上所述,风对欺凌运送的作用比较复杂,不同欺凌等第日风速均值差异也不是相配彰着。PM2.5重欺凌且日均能见度高于5 km通常对应着低相对湿度( < 60%)。
图 8给出了不同等第PM2.5浓过活相对湿度和风速日变化。由图可见,天然表 3中相对湿度均值在重欺凌日与其他等第日差异不大,但白日重欺凌日的相对湿度彰着高于清洁日除外的等第日,尤其是08—14时,如上所述,清洁日通常有降水,受降水天气影响,相对湿度较大。重欺凌日的风速在中午前后彰着低于其他浓度等第日。这些特征对重欺凌的预告有一定的参考价值。
为探讨不同PM2.5浓度等第日风向的差异,最先忖度了逐日主导风,然后忖度了各风向行动主导风的次数及在该类样本中的占比(图 9)。不错看到,PM2.5重欺凌日的主导风以西北风、东北风和东东南风最多,无南风到西南西风,静风和无主导风也有一定的比例。而在PM2.5低浓过活的主导风向以东北风最多,其次即是南风到西南风,莫得静风。与其他各浓度等第比拟,PM2.5重欺凌日的西北风频率显贵增大(达23.8%);与PM2.5低浓过活比拟,重欺凌日西北风和东南偏东风显贵增多,南风和西南偏南风彰着减少。另外,也明慧到,中度欺凌时,东东南风到南东南风显贵增多。不同等第PM2.5浓过活大田主导风的这种变化与已有的对于运送条目对霾的影响有计划(石春娥等,2014)论断一致。
为了解PM2.5重欺凌时大气气溶胶在垂直方朝上的分散特征,图 10给出了不同等第PM2.5浓过活合肥董铺岛上14时和02时的平均消光系数廓线。由图可见,白日轻度以上欺凌日的消光系数与邃密日的永逝主要发生在800 m以下,重欺凌日的消光系数在600 m以下显贵大于其他欺凌等第日,且其峰值高度更低,施展大气层结较贯通;晚上,轻度以上大气欺凌日气溶胶消光系数随高度递减,施展轻度以上欺凌昼夜间的大气层结均比较贯通,扩散条目差,欺凌物被限度在近地层。
4.6 合肥市PM2.5重欺凌日PM2.5无机组分中硝酸盐的比例显贵上涨在公益性行业(气象)专项(GYHY201206011) 的撑握下,在合肥市进行大气气溶胶分级采样和水溶性离子身分分析,共获取26个灵验样本(石春娥等,2016b;Deng, et al, 2016)。凭据PM2.5浓度对样本进行分类(受仪器切割头影响,分级采样只可得到PM2.1,为了斡旋,用PM2.5默示),然后统计各级浓度等第日PM2.5水溶性无机离子浓度的均值,忖度了一些比值(表 4)。图 11为各水溶性无机离子占PM2.5质地浓度的百分比。由于中度欺凌等第(115 μg/m3 < PM2.5≤150 μg/m3)仅1个样本,因此,这里把中度欺凌等第与重度欺凌等第并吞忖度。由图 11可见,在“优”等第日(优),水溶性无机离子中占比最高的是Ca2+(12.4%),其次是SO42-(11.8%),NO3-的占比为8.2%,跟着PM2.5浓度等第加多,Ca2+的比例握续下落,在中、重度欺凌时占比仅3%;从“优”到“良”,SO42-的占比增幅最大,成为最高(18.9%),NO3-的占比加多未几,为9.8%;然而从“良”到“轻度欺凌”、“中、重度欺凌”,占比增幅最大的皆是NO3-,在“中、重度欺凌”日其比例高达29.7%,成为占比最高的离子,杰出SO42-(24.5%)。由表 4可见,跟着PM2.5浓度等第上涨,(SO42-+NO3-)占PM2.5的比值上涨,在“优”等第日,仅占20%,到中、重度欺凌日,其占比杰出50%。而在这两种离子中,NO3-的比例上涨更快,进展为NO3-与SO42-之比上涨,在中、重度欺凌时,NO3-与SO42-之比为1.35,而在优良等第时,该比值低于0.7。可见,PM2.5重欺凌的形成与硝酸盐离子的增多密切关系。另外,跟着PM2.5浓度等第的加多,占比贯通且显贵加多的离子还有NH4+,在中、重度欺凌等第其占比达13.4%。计议上文,PM2.5重欺凌日白日相对湿度彰着偏高,施展高湿有益于SO42-、NO3-和NH4+三种无机离子的形成(Pan,et al, 2016),是否如Wang等(2016)建议的硫酸盐气溶胶生成机理“在高湿、有高浓度NH3存在的条目下,NO2不错促进SO2向硫酸盐的滚动”导致上述扫尾,还需要进一步真切分析。PM2.5浓度升高时,水溶性离子浓度比例更大,这与北京(Cheng,et al,2015)、长三角(Fu,et al, 2008)、珠三角(Tan,et al,2009)的情形一致,同期也与表 1中冬季PM2.5浓度与NO2关系性最强一致。
5 论断轮廓欺诈气象部门、环保部门以及科学实验获取的长途分析了合肥市2013—2015年PM2.5重欺凌特征,论断如下:
(1) 2013—2015年,合肥市PM2.5浓度和重欺凌日均具有彰着时空分散特征。时刻上,夏日最低,冬季最高,白日低、旦夕高。空间上,东北部高、西南低,位于西郊的董铺水库站最低;3 a中,董铺水库站的重欺凌日数约是东北部测站的一半。PM2.5浓过活际变化幅度大,变化幅度接近正态分散,峰值在-10—10 μg/m3。
(2) PM2.5浓过活变化成双峰型,跟着PM2.5欺凌加剧(浓度等第增大),早上PM2.5浓度峰值出面前刻推后,重欺凌日的PM2.5浓度早上峰值出面前刻为10时,比良和轻度欺凌等第日的峰值时刻晚2 h。
(3) PM2.5重欺凌日,O3除外的其他气态欺凌物浓度约是3 a均值的1.6—1.8倍。
(4) PM2.5重欺凌日通常对应着愚顽见度、小风的静稳天气。与其他PM2.5浓度等第日比拟,重欺凌日白日湿度偏高、风速偏低,低层消光系数显贵增大且峰值高度镌汰。
(5) 跟着PM2.5浓度等第增大,PM2.5中NO3-、NH4+和SO42-的占比贯通上涨,Ca2+的占比贯通下落,其他离子浓度占比变化不大,从轻度欺凌到中、重度欺凌步非烟 足交,NO3-的占比显贵增大,重欺凌日PM2.5中NO3-的占比最大。
致谢: 感谢上海市城市环境气象中心的周广强博士提供了部分欺凌物浓度长途。