基于天津市在线数据评估ISORROPIA-Ⅱ模式结果及气溶胶pH的影响因素

来源：环境科学杂志2020年第1期北京时间：

作者：高洁,史旭荣,卫昱婷,宋少洁,史国良,冯银厂

单位：南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300350,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300350,环境保护部环境规划院区域空气质量模拟与管控研究中心, 北京 100012,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300350,哈佛大学工程与应用科学学院, 马萨诸塞州坎布里奇 02138,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300350,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300350

摘要：气溶胶酸性与颗粒物性质及二次颗粒物暴发性增长密切相关.气溶胶pH难以直接测量，通常利用热力学模型进行计算.ISORROPIA-Ⅱ是常用热力学模型之一，包括不同的模式和气溶胶状态（forward和reverse模式，stable和metastable状态），研究表明，选择的模式和相态不同，其计算的pH结果也会有差异.且除模式相态选择外，还存在其他因素也会对模型结果产生影响.为探讨在我国典型城市大气污染特征下，ISORROPIA-Ⅱ合适的模式选择以及模型结果的影响因素，本研究利用天津市高时间分辨率在线小时数据，对不同模式和气溶胶状态下的模拟结果进行了分析.结果表明，使用forward模式和metastable状态的pH计算结果较为理想.温度升高，pH、气溶胶水含量、半挥发性组分气溶胶相中浓度占比均降低.RH通过影响气溶胶水含量和半挥发性组分浓度影响气溶胶pH值.阳离子浓度升高均会不同程度地导致pH升高、气相中NH₃浓度升高及HNO₃浓度降低；而阴离子则相反.Ca2+、SO₄2-、NO₃-和NH₄+对pH影响较大；与SO₄2-相比，NO₃-对pH影响较小；NH₄+对pH的影响存在敏感区，高浓度NH₄+不会导致pH持续升高.本研究可提高对ISORROPIA-Ⅱ模拟我国城市大气气溶胶pH的理解，为我国开展pH相关的二次生成机制、半挥发性组分气粒分配和污染控制措施等相关研究提供参考.

关键词：气溶胶pH,ISORROPIA-Ⅱ模型,模式选择,敏感性分析,影响因素,