第十四届全运会大气污染物减排措施对西安市气溶胶中水溶性离子和含碳组分的影响

人为源密集的城市是空气污染影响的主要区域,厘清城市地区排放源的变化与大气污染物浓度之间的影响作用机制,有助于协调我国大气污染防控与城市社会经济发展之间的关系。为研究第十四届全运会期间大气污染物减排措施对西安市大气污染物(PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、O₃和CO)的影响,于2021年8月6日至10月1日使用在线监测仪器观测了环境六要素、气象要素和PM_2.5中的气溶胶化学组分(有机碳、元素碳和水溶性离子)。结果表明:大气污染物减排措施对主要污染物O₃和PM_2.5浓度日变化的影响不同,主要由温度对光化学过程的影响和扩散条件差异导致。O₃在减排措施实施期间晴天峰值浓度更高、持续时间更长、浓度变化更迅速。PM_2.5在减排措施实施前晴天白天的峰值浓度较高,并在减排措施实施期间晴天夜间的峰值浓度较高。大气污染物减排措施对PM_2.5中化学组分的影响不同,尤其是对有机碳的组成影响较大。与减排措施实施前晴天相比,减排措施实施期间晴天NO^-₃、SO^2-₄、NH⁺₄、Cl^-、Ca²⁺、Na⁺和NO^-₂浓度降低了17.9%～71.8%,K⁺、Mg²⁺和元素碳浓度增加了1.9%～13.6%,有机碳浓度仅降低了1.0%,但是一次有机碳浓度增加了13.6%,二次有机碳浓度降低了4.7%。NO^-₃/SO^2-₄值在减排措施实施期间晴天(0.53)远低于减排措施实施前晴天(1.66),表明减排措施实施期间交通源的贡献显著降低。降雨对NO^-₃和NH⁺₄的清除较弱,反而会增加其浓度,但对K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Na⁺的清除作用较强。NO^-₃、SO^2-₄和NH⁺₄在减排措施实施前后均是水溶性离子最重要的组成,在水溶性离子中的占比为90.8%(减排措施实施前的晴天)～95.8%(减排措施实施期间的雨天)。二次有机碳是有机碳的主要组成,占比为75.5%(减排措施实施期间的雨天)～79.9%(减排措施实施前的晴天)。不同阶段的水溶性离子和含碳气溶胶浓度日变化特征不同。NO^-₃、SO^2-₄和NH⁺₄浓度晴天的日变化为单峰型分布,雨天为多峰型分布。