第七届青年地学论坛

       大气细颗粒物(PM_2.5)的来源和组分复杂，因其对自然环境和人类健康的不利影响而成为人们关注的焦点。目前PM_2.5的研究主要包括污染时空分布特征、来源解析及形成机制等。研究表明，PM_2.5污染的形成除一次排放外，主要受到气体前体物二次转化的影响。重度灰霾事件过程中，硫酸盐、硝酸盐和铵盐（SNA）等二次组分在PM_2.5中的占比不断攀升，表明除控制一次排放外，亟待深入分析气体前体物和气象环境要素对PM_2.5、尤其是SNA形成的影响。
       本研究对比分析了天津市2018年、2019年冬（1月）、夏季（7月）四个时段内PM_2.5及SNA浓度特征，发现2019年1月PM_2.5浓度是2018年1月的1.72倍。其中，SNA是PM_2.5中水溶性无机离子的主要组分，其浓度大小顺序：两个冬季1月NO₃^-＞NH₄⁺＞SO₄^2-，2018年7月SO₄^2-＞NH₄⁺＞NO₃^-，2019年7月SO₄^2-＞NO₃^-＞NH₄⁺，上述变化特征主要与各自气态前体物的二次转化及其相应的气象条件密切相关。本工作分别选取四个采样时段内各自PM_2.5浓度最高的4次事件，为事件Ⅰ（2018年1月）、事件Ⅱ（2019年1月）、事件Ⅲ（2018年7月）、事件Ⅳ（2019年7月），结合相对湿度、气态前体物（SO₂、NO₂）浓度以及SOR、NOR等，深入探究了SO₄^2-、NO₃^-的二次转化机制。例如，事件Ⅰ 中1月6日白天，相对湿度达到最低值21.18%，同时SOR也达到最低值0.09；事件Ⅱ 中1月12日夜晚，SOR达到最大值0.65，相对湿度也达到最大值84.51%。有研究表明，相对湿度一旦高于60%时，SOR值急剧上升，此时SO₄^2-可能主要经非均相反应大量生成。而在事件Ⅲ、事件Ⅳ中NOR则呈现出明显的昼夜特征，例如，事件Ⅲ 中8月1日夜晚较8月1日白天相对湿度骤增20%，NOR则增加了17倍，事件Ⅳ 中7月11日夜晚、7月12日夜晚相对湿度与NOR同步增长，并远远高于白天，上述现象表明NO₃^-形成也主要以非均相氧化为主。另外，本研究通过计算Cl⁻/ Na⁺ 、Cl⁻/K⁺ 与Cl⁻/ SO₄^2-的摩尔比值，并分别与海盐、煤燃烧和生物质燃烧进行对比，初步判断7月Cl⁻主要来源于海盐，1月Cl⁻主要来源于生物质燃烧与煤燃烧。此外，本研究中7月NOR随Cl^-浓度的升高而迅速增大，表明天津夏季NO₃^-的生成可能还受到海陆风的影响。
 

冬夏季,、硫酸盐,硝酸盐,形成机制