中国大气细颗粒物的污染特征.

中国PM2.5 浓度水平空间分布特征
北京PM2.5 周均浓度的时间序列变化:1999-2008
400 1999
350 300 250 200 150 100
50 0
2000
TH CGZ CP MY
2001
各观测点PM2.5的周均浓度均呈现较大幅度
的波动，变化范围10.3~336 µg/m3 ；清华和
中国PM2.5 /PM10浓度水平
100 µg/m3
PM2.5浓度随地理位置变化较大，通常北方高于南方地区，西部高于东部；在各 区域冬季浓度通常较高。 PM2.5浓度普遍处于较高的水平，在一些城市甚至超过了PM10的年均浓度标准。 在远离人为活动的森林和沿海地区PM2.5浓度相对较低。
Significant increases of primary emissions of aerosols in East of China during 1990-2005
Lei et al.，ACP, 2011
Air pollutants mainly concentrate in the city-clusters
提纲
一、背景 二、PM2.5浓度的时空变化 三、PM2.5的化学组成特征 四、政策启示
PM2.5 speciation across China
有机物是中国PM2.5中的重要化学物种； SNA是中国东部地区PM2.5中最主要的化学物种； 土壤尘的高含量是中国PM2.5的一个特征，在受沙尘影响的地区和季节尤甚。
污
RO2, HO2 VOCs
染
源 排
O3
NO2
OH
SO2
H2O2
放
N2O5
一次颗粒物
(如BC）
H2SO4
HNO3 NO3-
NH 3
SO42 NH4+
二次无机颗粒物
SNA
…
二次有机颗粒物
SOA
健康 灰霾 酸雨 气候 棕色云
China has abundant emissions of the primary air pollutants in the global scale
2005-1-7 2005-4-15 2005-7-22 2005-11-18 2006-3-31
2006-7-7 2006-10-13
2007-1-19 2007-4-27
2007-8-3 2007-11-9 2008-2-15 2008-5-23 2008-8-29
2004
2005
1月
10 m/s
800
600
SNA SNA
400
PMPM1100
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11
日期（2004年10月）
500 400 300 200 100
0 1445
日变化
日变局化：地
局地
K
HI
来自百度文库
G
A
B CD
4165
1467
E 1478
F 周周变变化化：区域
区域
J
4198
1590
2501
日期（2004年2月）
1999-9-24 1999-12-30
2000-4-6 2000-7-13 2000-10-19 2001-1-29 2001-6-28 2001-11-8 2002-2-22 2002-5-30 2002-9-12 2002-12-20 2003-4-11
2003-8-8 2003-11-15
2004-3-12 2004-6-18 2004-10-1
2006
2007 2008
PM10 WHO PM2.5
7月 地面风场
北京PM2.5 /PM10浓度及其比值的年际变化：2000-2008
Concen浓tra度t(ioµgn/sm(3)µg m-3) PM2P.5/MP2.5M/1P0M浓10度比
CGZ
TH
MY
180
PM2.5/PM10
PM10
1.00
160
0.90
140
0.80
120
0.70
100
0.60
0.50
80
0.40
60
0.30
40
0.20
20
0.10
0
0.00
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Y年e度ar
PM2.5/PM10浓度的上升表明细粒子在可吸入颗粒物中的贡献在增加 细粒子的富集反映北京颗粒物污染的区域性与复合型特征在增强
中国大气细颗粒物的污染特征
贺克斌 杨复沫 段凤魁 程远 张强 赵晴 杜祯宇 郑光洁 马永亮
清华大学环境学院
第18届大气环境科学与技术大会 2011.12.04 杭州
提纲
一、背景 二、PM2.5浓度的时空变化 三、PM2.5的化学组成特征 四、政策启示
PM2.5：来源、形成与影响
大气化学反应
NO
hv
SO2
NOx
VOC
NH3
BC
全球PM2.5浓度分布: 2001-2006
van Donkelaar et al., Environmental Health Perspectives 2010 http://www.nasa.gov/topics/earth/features/health-sapping.html
密云的峰谷浓度分别相差18和28倍，其平均
值分别为116±50.7 和68.9±33.37 µg/m3 。
冬季PM2.5周均浓度及周际变化显著高于其 它季节，春末至初秋其浓度及周际变化幅度
较小 ；与季节性变化的源排放和气象有关。
2002
2003
采样(起始)日期 (年-月-日)
PM2.5 浓度 (µg/m3)
为期一周、慢升突降
二次无机成分是锯齿 型基线的主导成分
区域源贡献
发现中纬度地区大气颗粒物质量浓度变化的周期性规律； 提出大气颗粒物“锯齿形污染过程”新概念，锯齿型基线是二次无机成分 建立基于积分面积比的定量识别区域来源的新方法。
J. Geophy.Res.-Atmosphere, 2008: D21309, 2009: D09212
中纬度地PM2.5浓度周期性变化规律
锯齿形污染过程
浓度( μg m-3) 浓度（μg m-3） PM2.5 （μg m-3）
基本特征
化学组成
定量新方法
700
600
I
II
III
IV
V
500 PM2.5
PM10 400
300
200
100
0
312
315
318
321
324
327
330
333
336
339
DOY（2003年）
大部分城市的PM2.5 浓度超过WHO-IT1
北方城市
南方城市
Trends of the visibility in the past 50 years
Zhang, X. Y et al., ACPD, 2011
中国城市灰霾天数
提纲
一、背景 二、PM2.5浓度的时空变化 三、PM2.5的化学组成特征 四、政策启示