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随着经济和社会的高速发展,我国已经成为全球PM2.5最为严重的地区之一,其中以京津冀地区,长江三角洲,珠江三角洲,关中地区和中原地区尤为突出。本研究主要基于2013年邯郸地区4个空气质量观测点的高密度观测数据,包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)及臭氧(O3)等气态污染物;PM2.5和PM10等颗粒物,同时利用PM2.5的大流量采样器同步离线采集颗粒物PM2.5的样品,并对样品进行化学成分分析。主要探究邯郸市2013年空气质量状况,大气污染物的时空特性以及PM2.5中主要化学成分的污染特性,通过因子分析法解析该地区污染物的来源并量化污染源对PM2.5的贡献率。研究结果表明:(1)2013年邯郸地区灰霾发生的天数为160天,秋冬季节是灰霾的高发期,其中春季、夏季和秋季均以轻微灰霾为主,冬季以重度灰霾为主。秋冬季节气态污染物和颗粒物的浓度均大幅增长,灰霾的污染程度与相对湿度有一定关系,重度灰霾多由湿霾天气造成,而轻度灰霾由干霾天气引起。(2)邯郸地区2013年全年度秋冬季节的大气污染和颗粒物污染较春夏季严重。对气态污染物而言,NOx和SO2的年均值分别为94μg·m-3和97μg·m-3,是国家二级标准的1.9倍和1.6倍;PM10的年均值达到237μg·m-3,是国家二级标准(70μg·m-3)的3.4倍左右,PM2.5的年均值为140μg·m-3,是国家二级标准(35μg·m-3)的4倍。霾日时PM2.5的平均质量浓度为181.7μg·m-3,是非霾日的2.7倍,超过国家二级标准的2.4倍。PM10的平均质量浓度为285.6μg·m-3,是非霾日的1.9倍,超过国家二级标准的1.9倍,PM2.5的增长率要高于PM10的增长,更容易导致灰霾频发。(3)邯郸市水溶性无机离子是PM2.5中主要成分之一,总水溶性离子TWSI/PM2.5的比例分别为:45.1%(冬季)、46.4%(春季)、56.1%(夏季)、31%(秋季);其中NO3-、SO42-和NH4+是三种最主要的水溶性无机离子,三者之和SNA(NO3-+SO42-+NH4+)分别占TWSI的83.8%(冬季)、84.0%(春季)、93.0%(夏季)和85.9%(秋季)。不论是霾日还是非霾日,SO42-质量浓度均占据主导地位,其次是NO3-和NH4+。这三种离子在大气中是以较为稳定的铵盐化合物(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在且三种离子可能来自同一污染源。冬季K+和其他三种阴离子都具有相关性,K+与NH4+的相关系数较大(r=0.80),表明该地区的生物质燃烧也是一个重要的污染来源。Mg2+与Ca2+有较好的相关性(r=0.67),表明这可能来自土壤源、道路与建筑扬尘。在春季,因为燃烧以及工业生产活动所产生的PM2.5有所增加,导致K+、Na+和其他离子均显著相关,比其他季节,秋季SO42-与NO3-(r=0.98)相关性最强,表明燃煤燃油产生的污染增加。灰霾发生时,各个无机离子之间的相关性减弱,表明有二次转化的发生,二次气溶胶的生成不仅仅依靠一次污染物的排放,还与二次气相和液相化学转化有关。(4)冬季SO2的排放量增加,SO42-的浓度也随之激增,气态污染物SO2向SO42-转化效率为:夏季(SOR=0.82)最甚,冬季(SOR=0.11)最低。这是因为夏季高温,湿度较高的气象条件有利于SO2向SO42-转化的液相反应过程;冬季低温,湿度较低,在这种气象条件下液相反应过程受阻,冬季较高的SO2排放浓度使得缓慢的气相氧化过程成为该反应的主要途径。无论什么季节,NO2和NO3-的相关性较强,特别是在光照强,光化学反应活跃的夏季,其相关系数r=0.61,NOR:0.170.44,说明气相的大气光化学氧化反应是形成NO3-的重要途径之一。邯郸地区2013年的NO3-/SO42-的比值在0.501.23之间,霾日(R=0.97)与非霾日(0.83)的比值均小于1,说明邯郸地区主要的污染源为固定源排放的污染物导致的(5)邯郸市四季中静风的频率最高,风向主要集中在从东到南到西这一方向带上,北风频率较少,表明相较于石家庄、邢台等位于邯郸市北方的城市,河南、山东、山西三省对于邯郸市颗粒物的贡献更大。邯郸市秋冬季节颗粒物污染严重且持续时间较长。PM2.5的区域贡献分别为38%(春季)、38%(夏季)、56%(秋季)和58%(冬季);局地贡献率分别为:62%(春季)、62%(夏季)、44%(秋季)、42%(冬季)。秋冬季节采暖期大量燃煤排放,大气对流差,特别是冬季易发生逆温现象,不利于颗粒物的扩散再加上邯郸市地处四省交界,西高东低,地陷凹槽使得污染物集聚。局地的高污染再加上区域源的扩散使得秋冬季节局地源升高,污染较为严重。(6)邯郸市PM2.5中水溶性无机离子主要来自燃煤和生物质燃烧,贡献率为43.2%;二次气溶胶的贡献率为22.5%;土壤建筑尘的贡献率为18.6%,其中燃煤及生物质燃烧为主要来源,几乎占据来源的一半。PM2.5中碳组分主要来自于燃煤,生物质燃烧和机动车尾气,其中燃煤和柴油车排放占来源的39.3%,生物质燃烧占来源的28.4%,汽油车排放占来源的16.3%。结果表明机动车尾气的排放是PM2.5中碳组分不可忽视的成分,特别是柴油车的尾气排放,因此改善燃料的燃烧效率以及油的品质是降低PM2.5的浓度以及减少灰霾污染的科学且有效的方法。