第八届青年地学论坛

我国的快速城市化和工业化造成了严重空气污染，重污染期间颗粒物浓度可达几百μg m^-3。为改善空气质量，自2013年以来国家实施了一系列污染控制措施，其中包括2013-2017年的《大气污染防治行动计划》、2018-2020年的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》、2020年春节期间的新冠疫情控制以及2022年北京冬季奥运会期间的大气污染控制等，这些使得近年来颗粒物化学组分和有机气溶胶 (OA)来源变化较大。研究颗粒物化学组分和有机气溶胶来源长期变化趋势有助于加深对不同阶段污染控制举措效果的认识，为未来进一步控制大气污染提供重要依据。本研究使用黑碳型超高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪 (SP-LTOF-AMS)于2016至2023年间在北京城区开展了多次冬季在线外场观测，对PM₁化学组分和OA来源进行了解析。为减少OA源解析过程中的不确定性，本研究采用了正交矩阵因子分析 (PMF)和多线性驱动模型 (ME-2)两种方法进行了OA源解析。
与2016-2018年相比，2021-2023年PM₁中硝酸盐质量占比从约15%-20%提升到30%以上，而硫酸盐占比保持在10%-20%之间，无显著变化趋势。重污染期间硝酸盐质量占比可高达40%，而硫酸盐质量占比为约为15%。硝酸盐占比明显上升与硝酸盐前体物NO_x缺乏有效的控制有关，这表明未来NO_x控制至关重要。OA源解析结果表明，2021-2023年一次有机气溶胶 (POA)占比总计约为40%，机动车源(HOA)、烹饪源 (COA)、燃煤源 (CCOA)与生物质燃烧源 (BBOA)占比分别为6-10%，12-16%、5%-6%与7%-10%。OA源解析结果解析出不同的二次有机气溶胶 (SOA)因子，按照氧碳比分为LOOOA与MOOOA。2021年-2023年LOOOA与MOOOA占比分别为33%-50%与20%-33%。与2016-2018年相比，2021-2023年SOA占比升高，占OA质量主要部分。
2022年冬季观测涵盖北京冬奥会管控时段，硝酸盐、硫酸盐和OA平均质量浓度相较2021年分别降低了78%、63%、59%。SOA浓度下降幅度相较POA更大，表明减排政策对不同来源OA的控制效果不同。相较于2022年，2023年POA平均质量占比有所增加，而SOA平均质量占比降低，这可能与疫情管控放松之后一次源排放更加活跃有关。
 

PM1 有机气溶胶 源解析 长期变化趋势 政策影响