北京城市森林大气细颗粒物中有机物的时空变化与沉降特征研究

【作者】 赵露； 伦小秀； 曹莹莹； 余新晓； 李红； 丁俊岐；

【机构】 北京林业大学环境科学与工程学院； 北京林业大学水土保持学院； 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室； 大气环境与装备技术协同创新中心；

【摘要】 为研究北京市不同植被区域PM2.5中主要有机物的时空变化与沉降特征,于2014年3月、5月、8月和10月(每月约7-15天)期间,每天按5个时间段(6:00-10:00、10:00-14:00、14:00-18:00、18:00-22:00、22:00-6:00)分别在北京林业大学门口、环岛草坪、奥林匹克森林公园以及鹫峰国家森林公园设置四个采样点,利用中国天虹智能中流量总悬浮微粒采样器(TH-150A)采集PM2.5颗粒物样品,分别用离子色谱法与气相色谱-质谱联用法检测PM2.5中的一元脂肪酸,得到北京市不同植被覆盖区域的PM2.5中一元脂肪酸的时空分布与沉降特征,对了解不同下垫面条件下大气中PM2.5及其有机脂肪酸的分布特征,以及植被的阻滞、沉降作用具有重要意义,并为城市植被改善大气环境提供数据和理论的支持。研究结果表明,PM2.5年均浓度与一元有机脂肪酸总浓度水平方向上都呈现为北林门口>北林草坪>奥体>鹫峰。二者季节变化相同,为冬季>春季>秋季>夏季。但不同季节具有的日变化特征不同,污染源、植被覆盖情况、大气逆温层的形成、二次光化学反应的强度等都是影响PM2.5与一元有机脂肪酸时空分布的重要因素。其中人为源是影响有机酸浓度分布的最主要因素。总体而言,树冠层对PM2.5及一元有机脂肪酸在垂直向下的沉降起促进作用,且鹫峰植被类型对沉降的促进作用大于奥体植被类型。夏季沉降速率最大,白天的沉降速率大于夜间。但树冠层对有机酸组分垂直向下的沉降起负作用。气象条件是影响污染物水平扩散传输与垂直沉降的重要因素。温度配合光照会对大气的二次光化学反应造成影响,从而影响污染物的浓度;一定范围内较高的相对湿度有利于增大颗粒物的重量,从而使其加速沉降过程,而一定范围内,较大的风速不仅能够促进污染物水平方向上的扩散,更会加速垂直方向上的沉降。更多还原