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《工程(英文)》 >> 2023年 第28卷 第9期 doi: 10.1016/j.eng.2022.03.013

我国一次气溶胶和二次无机气溶胶大气年龄的时空分布特征

a Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control, Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
b Zachry Department of Civil Engineering, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA
c Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200438, China

收稿日期: 2021-09-22 修回日期: 2021-12-06 录用日期: 2022-03-23 发布日期: 2022-04-21

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摘要

颗粒物的老化时间尺度是确定其对空气质量、人类健康和气候影响的关键参数。本研究使用年龄可分辨的社区多尺度空气质量模型CMAQ对我国一次和二次无机细颗粒物(PM2.5)的年龄分布进行了为期一年的模拟。结果表明,一次PM2.5(PPM)和铵盐主要来源于本地的新鲜排放,我国大部分地区约60%~80%集中在0~24 h年龄档。夏季,大多数地区的平均年龄约为15~25 h,但冬季,我国南部地区和四川盆地(SCB)的平均年龄增加到40~50 h。硫酸盐的大气年龄明显大于PPM,表明区域输送的贡献增加。在大多数地区和季节,大气年龄> 48 h的老化硫酸盐占硫酸盐总质量浓度的30%~50%。冬季SCB地区年龄> 96 h的硫酸盐浓度可达15 µg·m−3。长三角、珠三角和华南地区硫酸盐大气年龄的季节变化较大,冬季的平均年龄最高为60~70 h,夏季最低为40~45 h。夏季硝酸盐的平均年龄为20~30 h,冬季增加至40~50 h。夏季,气态硝酸的占比增加导致总硝酸的沉降速率的增大;同时,更强的大气氧化性加快了氮氧化物向硝酸盐的化学转化速率,从而导致夏季硝酸盐的大气年龄较低。此外,在污染天,大多数城市和季节中老化粒子(> 24 h)对PPM和二次无机气溶胶的贡献明显增加,这表明区域输送在重污染事件中发挥着至关重要的作用。本研究中基于年龄可分辨的CMAQ模型得到的PM2.5年龄信息可以帮助政府部分制定有效的应急排放控制措施,有助于消除重污染天气。

补充材料

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