天津市近地层PM2.5的垂直分布特征VIP免费

牛态环境2008，17(3)：975-979EcologyandEnVjronm舶thttp：／／ww、Ⅳjeesci．咖E·mail：editor龟叻ecsci．com天津市近地层PM筋的垂直分布特征韩素芹1’2’，李培彦2，李向津2，孙玫玲21．南开大学环境科学与工程学院，天津30007l；2．天津市气象科学研究所，天津300074摘要：大气细颗粒物PM25足导致城市能见度降低的重要原囚之一，研究低层大气细颗粒物的垂直分布特征，利于r解边界层内污染物的大气物理化学反应机制，能为大气污染综合治理决策提供新的科学数据。2006年8月16日一2007年8月31日期间以天津市255m气象土}}为观测平台，分别在40m、120m和220m3个不同高度进行大气污染物PM2．5质星浓度和气象要素的同步观测。对观测资料的分析表明：PM25质最浓度季节变化规律非常明皿，冬季最高，春季最低。PM25日变化特征非常明湿，呈明冠的双峰变化规律：冬季峰值最大、春季最小。边界层内PM25质量浓度在各个高度存在明显差异，受逆温层影响，四个季节的早晨第一个峰值出现时问随高度增加均存在滞后现象，PM25从地而扩散到220m大约需要2h。各个观测高度PM2．5质罱浓度随风向变化不大，得到天津市细粒子丰要是rfl本地源生成的结论。关键词：PM25；近地层；垂白．分布；夜间混合层高度中图分类号：X513文献标识码：A文章编号：1672．2175(2008)03．0975．05大气细颗粒物PM2．5与人体健康显著相关，对大气能见度有着重要影响，并因其涉及二次污染和跨区域输送而备受关注ll·21。PM2．5在大气中停留的时间较长，受到复合排放源、粒子特性、气象条件等多种因素的影响，其空间分布规律较一般气态污染物更为复杂。从本地下厂、交通和居民等污染源向大气排放的空气污染物以及外地输送过来的空气污染物都会在城市边界层中进行输送、扩散、稀释和沉降，掌握城市边界层中空气污染物垂直结构特征对于深入了解其中的大气物理化学过程十分重要。随着现代化城市的发展，高层建筑的不断涌现使人们的活动范闱逐渐南单一平面发展到近地层空间，因此也更加关心空气污染物在近地层不同高度的垂直分布特征口{J。国内关于大气污染物质量浓度垂直分布的观测研究一般集中在i个高度：一是借助城市建筑物对污染物进行梯度观测，观测高度一般在40m以下；二是借助城市高塔进行梯度观测，观测高度一般在300m左右；第-一种就是借助激光雷达等设备进行观测，但该种观测高度一般在500m以上，不能用于近地层污染物梯度变化特征研究。Chan等【6J在香港不同的城市环境中测量了不同高度处的TSP、PMlo和PM2．5，发现街道峡符(3、21和26n13个高度)颗粒物随高度呈指数递减规律，而在开阔街道处(7、10和18m3个高度)为线性递减规律，但在香港科技大学(3、8和25m3个高度)的测量结果为TSP开始随高度增加，而后逐渐降低。杨龙【7J对北京秋冬季节垂直观测的结果表明近地层PM2．5的垂直分布随高度增加呈对数递减的规律。丁国安等峭J在2003年8月10—26日的观测数据揭示北京地区PM2．5和PMlo的垂直结构和动力特征，并将气溶胶垂直分布分为减缓递减型和快速递减型。吴水平等【9J在天津气象铁塔上20、40和60mj个不同高度观测TSP和PMlo颗粒物的质量浓度，结果表明无论是TSP还是PM⋯不同时间不同高度采集的颗粒物浓度之间都存在差异，并且40m高度处颗粒物质量浓度比60m处的质量浓度高。以上结果都是基于短期试验资料进行的分析，本文在2006年8月15日一2007年8月31日期间利用天津255m气象铁塔在3个高度(40m、120m和220m)同时观测，系统分析城市边界层内PM2．5的垂直分布特征及影响机制。1观测实验1．1观测时间与场地为获得城市污染大气中PM2．5质量浓度的分布特征，2006年8月16日．2007年8月31日期间以天津市255m气象塔为观测平台，分别在40m、l20m和220m3个不同高度进行大气污染物PM2．5质量浓度和气象要素的同步观测。255m气象铁塔位于城市南部，经纬度为(3904‘N，l17012。E)，地面塔底海拔高度3m。铁塔附近以居民楼住宅和商业区为主，无大型娴囱。铁塔北距快速路约100m，东临友谊路一友谊南路，该塔周边没有T业污染源。1．2观测仪器及数据处理方法污染物采样点设在铁塔观测站院内。在铁塔5m、10m、20m、30m、40m、60m、80m、100m、基金...