2015—2021年南京市大气污染特征及污染个例研究
刁一伟1,王红磊2,沈利娟2,杨孟1,施双双2,卢文2
1. 无锡学院大气与遥感学院，江苏 无锡 214105
2. 南京信息工程大学，中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室，江苏 南京 210044
探究细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染的时间变化特征，阐明PM2.5和O3复合污染过程中不同阶段环境空气污染物及气溶胶粒径分布的详细演变过程，对南京及长三角地区的大气污染防治具有重要指导意义. 本文使用2015—2021年南京市环境空气污染物小时浓度数据，分析了该地区多年大气污染演变过程，并选取2015年10月12—17日时间段作为复合污染典型个例，对其生消过程和内在机理进行了详细分析.
结果表明：
①2015—2021年南京市各种大气污染物的变化特征具有明显差异. PM2.5、PM10和SO2浓度的年下降率分别为8.9%、6.2%和15.4%，O3浓度变化较小. CO浓度在2016年达峰后以每年7.6%的速率下降. NO2浓度在2015—2019年呈增加趋势. ②2015—2021年污染特征发生较大变化，由PM2.5为主导变为由O3为主导的大气复合污染. PM2.5污染频次和强度均显著降低，O3污染频次和强度均未发生显著变化. ③污染过程中不同阶段的气溶胶数浓度谱均呈双峰型，但峰值粒径和浓度有较大差异. PM2.5污染阶段，颗粒物峰值粒径位于30 nm和100 nm处，且峰值粒径数浓度最低. 数浓度谱中爱根核模态的峰值粒径在NO2污染阶段向小粒径段偏移，位于22~26 nm之间，而在PM2.5和O3复合污染阶段，其峰值粒径则向大粒径段偏移，位于30 nm处；积聚模态的峰值粒径没有变化，但峰值数浓度和峰宽均增大，尤其是>100 nm粒径的数浓度明显高于污染前.O3污染阶段，数浓度谱峰值粒径没有变化，但峰值浓度显著增加，尤其是爱根核模态的峰值浓度是污染前的3~5倍. 在污染过程的不同阶段内，环境空气污染物和各模态气溶胶数浓度呈现不同的日变化特征. 研究显示，长三角地区城市O3污染和PM2.5污染存在密切的内在联系，复合污染防控和治理需要重点关注本地污染物变化特征和排放源影响，尤其是影响O3生成的前驱污染物质.