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来自 永利皇宫平台游戏网址 2019-12-31 21:07 的文章
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大气所揭示源排放控制对大气颗粒物生成机制和光学特性的影响

揭示“APEC蓝”形成机制

2014年亚太经合组织会议期间,北京及周边地区实施了严厉的污染源排放控制措施,如关停工厂和发电厂、停止建筑施工、机动车单双号限行等,从而保证了APEC期间良好的空气质量。

中国科学院大气物理研究所孙业乐团队研究了2014年亚太经合组织会议期间北京及周边地区排放限制措施的影响,发现减少二次气溶胶的前体水平如二氧化硫和氮氧化物,能够有效抑制二次颗粒物的形成,由此在会议期间减少了空气污染。相关成果2月18日发表于《科学报告》

中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室依托北京325米气象塔,利用气溶胶质谱仪,于地面和260米高度处同步开展了气溶胶化学组分实时在线观测。研究表明APEC期间空气质量的改善主要得益于二次颗粒物组分浓度的大幅降低,其中二次无机气溶胶在地面和260米分别降低51-57%和61-67%,而二次有机气溶胶分别降低37%和55%。另外山谷风在APEC期间起到了重要的辅助作用。二次粒子的降低主要由于气态前体物的协同减排导致其生成和增长速率大幅降低。研究还发现地面和城市高层化学组分存在显著差异。APEC期间,城市高层一次和二次气溶胶同步降低的同时,地面一次排放的餐饮和生物质燃烧等气溶胶却并无显著降低,该研究结果一方面突显了城市地面和高层同步观测的重要性,另一方面也显示在区域协同减排的同时也要注重局地污染源的控制。

二次颗粒物是由大气中一些气态污染物经过一系列化学转化或物理过程而生成的固态或液态颗粒物,是PM2.5的主要来源。研究者认为,APEC蓝的出现主要是由于减排控制显著减少了二次气溶胶,同时山谷间的微风循环也发挥了一些作用。为了保证APEC期间的空气质量,当时北京和周边地区的工厂及高排量发电厂均被关停,建筑施工也停止了,从11月3日起到会议结束,道路车辆数目也受到了限制。

气溶胶化学组分和粒径的改变也显著影响到颗粒物的光学特性,其中细颗粒物单位质量散射效率在APEC期间显著降低,由4.7m2 g-1降低至3.5m2 g-1,但单次散射反照率却无显著变化。线性回归模型分析显示硝酸铵是APEC前和期间大气颗粒物消光最主要的贡献者,分别为35%和29%,其次为硫酸铵和二次有机气溶胶。

孙业乐团队在北京气象铁塔不同高度进行了同步气溶胶粒子测量,发现从2014年10月15日到11月13日,APEC期间二次气溶胶水平显著降低。研究认为,相关颗粒物的降低与相对应的二次气溶胶颗粒物前体水平的减少紧密相关,前体减少让二次气溶胶减少了两到三倍。但地面的一次气溶胶水平却没有明显变化,这可能是由于本地重型车辆排放、烹饪和生物质燃烧的结果

永利皇宫平台游戏网址,基于一次和二次气溶胶粒子的演化规律,给出了在有减排和无减排两种情境下一次和二次颗粒物的演化机制框架图,并对本地源和区域输送源进行了估算。研究结果显示,重污染形成过程中区域输送贡献量在一天之内可迅速增加至51–65%,而在有区域协同减排的情境下,区域输送贡献量也可高达28–39%。该研究结果突显了区域输送在北京重霾污染形成中的重要作用,并为京津冀区域协同减排提供了重要的科学证据。

上述系列研究成果发表在Scientific Reports, Atmos. Chem. Phys.J. Geophys. Res.上。

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