大气颗粒物特性及其环境影响-胡敏教授.ppt

城市大气环境定位观测站的特色 （1）全面系统地观测可吸入颗粒物的物理化学特性，积累大量长期的数据，揭示大气颗粒物的来源和演变规律，认识大气颗粒物的重污染过程，及其转化和去除机制。 （2）仪器设备先进，关注细和超细粒子。 TDMPS 3 nm?10μm颗粒物全谱分布。 HTDMA 大气颗粒物的吸湿增长; ID-CIMS 测定环境大气中气态硫酸浓度。 德国对流层研究所(IFT)和美国德州农机大学合作开展相关研究。 SJAC: SO2, HNO3, HNO2, NH3; SO42-, NO3-, NH4+，气态污染物和颗粒物间相互作用。 Sunset EC/OC 观测大气颗粒物中EC/OC，与CO和CO2结合认识和燃烧源排放颗粒物和二次转化。 （3）严格的质量控制与质量保证（QA/QC）。 空气质量的改善怎么就靠天帮忙了 ？谁动了 “什么”？－大气化学组分 尽管不断地加大空气污染治理的力度，但是抵不上经济（能源，人口）持续快速的增长。 还是有足够的一次源排放提供二次转化的前体物和反应表面，如sulfate coated on soot 大气氧化性强，又进一步加快了二次转化，如OH, RO2,HONO 演变成区域性污染，大气污染控制和空气质量的改善难度加大 建 议 弄清颗粒物各种排放源排放量和排放特征 弄清环境大气颗粒物物理化学特性及其时空变化 尽早关注细粒子PM2.5及其对能见度和健康的影响 建立和完善区域大气复合污染立体监测网络 * 大气颗粒物已成为我国城市大气的首要污染物 随着大气污染物的控制和能源结构的改变，颗粒物污染越来越表现为细粒子和超细粒子的污染，由此，颗粒物的空气质量标准TSP,PM10PM2.5。 2.5为粗粒子，2.5为细粒子。粗细粒子有着截然的差异，来源不同，化学组成也有很大的差别。 细粒子中超细粒子。 * * 分辨率，用24小时平均做图，进行深入分析，频率分布图，两点相关。区域性的差别放到区域比较部分 * 在海岸地区新粒子一天的增长可以使当地云凝结核的可用率增加三倍（ODowd, 2001）. * Alveolar [语音]齿槽的, 小泡的 macrophage[生]巨噬细胞 secretion 分泌物(液) epithelium上皮, 上皮细胞 lymph[医]淋巴腺, 淋巴 Capillary毛状的, 毛细作用的 * * * * 颗粒物形貌和来源 颗粒物形貌和来源 一次来源 天然源 生物源：细菌、花粉、植物蜡 森林大火、火山爆发、海盐 沙尘、风扬尘 人为源 道路尘、建筑尘 各种燃烧过程 工业锅炉、机动车排放、餐饮、生物质燃烧 二次来源 SO2 ? SO42- NOx ? NO3- NH3 ? NH4+ VOC挥发性 ? 有机物 SOA二次有机颗粒物 * 燃煤飞灰（PM2.5） coal-burning flyash 燃重油颗粒物 diesel engine combustion 冶金粉尘（PM1） metal smelter 内燃机排放颗粒物 gasoline engine combustion * 气溶胶粒子无处不在，无时不在。 在大气中的浓度： 质量浓度：TSP, PM10, PM2.5。集中在积聚模和粗模态 数浓度：污染城市高达105个/cm3。集中在核模和积聚模 表面积浓度 体积浓度 粒径：跨4－5个数量级，从几个nm－100?m。 化学组成： 几乎涵盖了所有化学组成 浓度含量从?g/m3-ng/m3 多种采样和分析方法结合 严格的QA/QC 气溶胶粒径－浓度/化学组成－性质－影响 颗粒物的物理化学特性 物理特性 粒径分布 3nm – 100 ? m 光学特性 削光（散射、吸收）与粒径大小和化学成分有关 动力学性质 吸湿性 Hygroscopic growth factor 电学性质 化学组成 无机组成：离子 元素 有机组成：EC OC WSOC Organic Speciation SOA, POA, POM, OM 大气颗粒物已成为我国城市大气的首要污染物随着大气污染控制和能源结构的改变，颗粒物污染越来越表现为细粒子和超细粒子的污染;空气质量标准TSP?PM10?PM2.5。 0 2 4 6 8 10 0.01 0.1 1 10 100 Particle Aerodynamic Diameter (μm) Relative Concentration Accumulation Coarse PM 10 PM 2.5 TSP PM 0.1 扬尘 花粉 硫酸盐 硝酸盐 铵盐 有机碳化物 元素碳 重金属 土壤元素 碳 Ultrafine Condensation Droplet 细粒子 超细粒子 粗粒子 大气中各种颗粒物的粒径范围 PM2.5 PM1