武汉光谷区域大气细颗粒物的个数浓度及粒径分布特征研究

摘要

大气颗粒物是我国大气环境中重要污染物之一，不仅影响人体健康，还对大气化学反应、能见度、云的形成等有重要影响。因此，颗粒物的质量浓度、个数浓度及粒径分布特征是大气环境领域研究的热点之一。
　　本论文通过对2013年1-12月期间在武汉市光谷鲁磨路采样点获得的PMio、PM2.5、PM1的质量浓度、粒径在0.25-32pm间的颗粒物的个数浓度及粒径分布等数据，研究了武汉光谷局部区域大气颗粒物质量浓度、个数浓度及粒径分布的变化规律，并探讨了不同粒径段的颗粒物在灰霾日的特征及其对灰霾形成可能的作用；最后基于颗粒物个数浓度分布数据，对其与武汉市大气能见度之间的关系进行了研宄。主要研宄结果如下：
　　1.武汉市光谷局部区域PM1浓度年均值为66.1μm-3，PM2.5浓度年均值为79.7μ.gm-3,PM10浓度年均值为103.8μg.m-3,其中PM2.5与PM10浓度高于国家年均值标准，分别是国家年均值二级标准的2.28倍与1.48倍，一级标准的5.31倍与2.60倍。
　　2.颗粒物质量浓度与颗粒物（0.25-32μm)个数浓度季节分布规律相同，最高的是冬季，其次分别为秋、春、夏季。粒径大于0.25μm的颗粒物个数浓度年均值为909389个.dm-3，其中冬季浓度最高，为1643183个.dm-3，而夏季浓度仅395514个.dm-3，差异巨大。粒径在0.25-2.5μm之间的颗粒物个数浓度在各个季节都占了总浓度的99.9％以上，这暗示武汉市细粒子污染严重；
　　3.各季节的颗粒物（0.25-32μm)个数浓度粒径分布与表面积浓度粒径分布区别不大，峰值均出现在0.25μm处，粒径大于0.7μm的数值都较小；
　　4.粒径在0.25-0.58μm的颗粒物在灰霾的形成过程中起着重要的作用，其中粒径在0.3-0.5μm的颗粒物作用最为明显；
　　5.空气污染较重时粒径小于0.3μm的颗粒物可能会产生凝结蒸汽增长或自身碰并凝聚增长，导致粒径在0.3-0.35μm间的颗粒物个数浓度激增。其增长速率约在1-2nm/h之间，持续时间与空气中较高的颗粒物质量浓度的持续时间有关；
　　6.计算结果表明空气质量较好时，粒径在0.25-0.35μm间的颗粒物对能见度的影响较为显著;空气质量较差时，粒径在0.3-0.5μm的颗粒物个数浓度急剧上升，而且它们与可见光的波长更为接近，故此时它们对能见度的影响更为显著；粒径大于0.5μm的颗粒物对能见度的影响并不明显。

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1 绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究进展

1.3课题来源及技术路线

1.4研究内容

2 实验方案与方法

2.1采样点设置

2.2采样仪器及采样方法

2.3采样前后采样膜的预处理方法

2.4数据分析方法

3 光谷区域颗粒物浓度及粒径分布特征

3.1颗粒物质量浓度分布特征

3.2颗粒物个数浓度分布特征

3.3各季节个数浓度粒径分布及表面积浓度粒径分布特征

3.4灰霾日与非灰霾日颗粒物质量浓度、个数浓度对比

3.5本章小结

4 积聚模态颗粒物的增长

4.1颗粒物增长的计算方法

4.2积聚模态颗粒物增长速率估算

4.3本章小结

5 大气能见度与颗粒物质量浓度和个数浓度间的关系

5.1武汉市大气能见度的季节性变化趋势

5.2大气能见度与颗粒物质量浓度、

5.3大气能见度与颗粒物个数浓度的关系

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2未来展望

致谢

参考文献

附 录 （攻读学位期间主要承担的科研任务）