关中平原春节前后碳质气溶胶分布特征及来源解析

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：周变红,李春燕,曹磊,陈浩,李毅辉,高飞

单位：宝鸡文理学院地理与环境学院, 陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室, 宝鸡 721013,宝鸡文理学院地理与环境学院, 陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室, 宝鸡 721013,陕西省环境监测中心站, 陕西省环境介质痕量污染物监测预警重点实验室, 西安 710054,渭南市环境保护监测站, 渭南 714000,陕西省环境监测中心站, 陕西省环境介质痕量污染物监测预警重点实验室, 西安 710054,陕西省环境监测中心站, 陕西省环境介质痕量污染物监测预警重点实验室, 西安 710054

摘要：以2023年春节期间西安、宝鸡、咸阳、渭南和铜川大气PM_2.5中的OC和EC为对象,利用反距离加权空间插值法（IDW）、二次有机碳（SOC）估算和潜在源贡献因子分析（PSCF）分析了关中平原碳质气溶胶的时空变化特征及潜在来源. 结果表明,在时间分布上, ρ（OC）表现为：春节后[（18.6 ±11.0）μg·m-3]>春节期间[（16.2 ±15.1）μg·m-3]>春节前[（10.0 ±8.3）μg·m-3], ρ（EC）表现为：春节后[（2.2 ±1.2）μg·m-3]>春节期间[（1.7 ±1.5）μg·m-3]>春节前[（1.4 ±1.1）μg·m-3],OC和EC污染在春节后最严重；在空间分布上, ρ（OC）表现为：咸阳[（21.4 ±17.3）μg·m-3]>宝鸡[（15.8 ±12.8）μg·m-3]>西安[（13.6 ±11.3）μg·m-3]>渭南[（11.6 ±9.1）μg·m-3]>铜川[（10.0 ±8.3）μg·m-3], ρ（EC）表现为：咸阳[（2.1 ±1.4）μg·m-3]>渭南[（1.8 ±1.4）μg·m-3]>西安[（1.8 ±1.2）μg·m-3]>铜川[（1.6 ±1.4）μg·m-3]>宝鸡[（1.2 ±0.9）μg·m-3],总体上咸阳的PM_2.5和碳质气溶胶污染最严重,铜川污染最轻. IDW结果显示：OC和EC浓度的高值中心[ρ（OC）>27.3 μg·m-3, ρ（EC）>2.9 μg·m-3]在平原中部,低值中心[ρ（OC）<7.0 μg·m-3, ρ（EC）<1.0 μg·m-3]在平原北部,OC分布西高东低,EC分布东高西低. SOC在OC中的占比为：春节后（51.7%）>春节期间（41.1%）>春节前（36.8%）. 各城市SOC/OC大小和各城市SOC在关中平原的贡献率大小表明,铜川、宝鸡和咸阳受有机碳二次转化影响较大. 春节前、春节期间和春节后OC与EC的相关系数（r = 0.85、 r = 0.98和r = 0.94）表明二者具有高度的同源性. 碳质气溶胶在春节前和春节期间与湿度和风速有一定相关性,春节后与各气象因子呈弱相关；碳质气溶胶总体上与CO和NO₂有较强的相关性且在春节后相关性最强,与SO₂的相关性在春节期间最强. 5个城市碳质气溶胶潜在源区主要集中在本地和周边的甘肃南部、陕北以及陕南地区,春节前还受到来自西北方向长距离输送的影响.

关键词：有机碳（OC）,元素碳（EC）,PM2.5,SOC估算,潜在源贡献因子分析（PSCF）,