城市大气消光系数的贡献因子估算及成霾机制分析外文翻译资料

 2022-09-16 10:33:08

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大气环境

在新德里冬季期间影响高载荷的主要和次要的气溶胶消光

S. Ti~ari a , A.K. Srivastava a,*, D.M. Chate b , P.D. Safai b , D.S.

Bisht a , M.K. Srivastava c , G. Beig b

a热带气象的印度理工学院（分公司），拉姆教授维吉纳特玛格，印度新德里

b热带气象印度理工学院，霍米巴巴路博士，巴山，印度普纳

c地球物理贝拿勒斯印度教大学瓦拉纳西，印度

亮点

不同物种对bext的贡献研究。

散射型气溶胶主要由~76比吸收型气溶胶。

有机碳观察到的最大的贡献（~46 %)。

硝酸铵观察最低贡献（~4 %）。

文章信息

文章历史：

2013年11月7日

收到经修订的表格

于2014月3月27日

于2014年3月29日接受

2014年3月30日可网上获得

关键词：

颗粒物质量

碳质气溶胶

bext

印度恒河平原

气象影响

摘要

在印度河 - 恒河平原人为气溶胶的高排放（IGP）启发连续测量细颗粒物（PM2.5），碳气溶胶（BC，OC和EC），氧化物的氮（NOx）和消光（bext）和吸收（巴布斯）系数的估计在高污染新德里从2011年12月至2012年3月在调研期间的质量浓度为PM2.5，BC和NOx分别为186.5149.7毫克每立方米，9.68.5毫克每立方米和23.816.1 ppb。（ⅰ）OC乳油和质量浓度通过两种不同的技术研究脱机（重量法）和（ii）半连续（光学方法）它们的平均质量浓度51.115.2，10.45.5毫克每立方米和33.827.7，8.26.2毫克每立方米。在研究期间，EC OC的质量浓度比在4和5之间.源贡献在PM2.5碳气溶胶估计超过24小时，按日间和夜间，其中机动车辆占~69％，90％和61％，而煤的燃烧占~31％，分别为10％和39％，在白天和夜晚的分析，bext~37％在夜间（863.4）明显高于日间（544.5）。 bext和知名度的回归分析表明，显著负相关（r=-0.85），在bext的贡献最大的被认为是由于有机碳（~46％），其次是元素碳（~24％），粗略模式粒子（~18％），硫酸铵（~8％）和硝酸铵（~4％）的各个分析消光因化学物质和粗颗粒模式表明，散射型气溶胶通过~76％，吸收型为主。上述结果表明，在位居最高在印度和全球其他IGP区域碳气溶胶。需要在地方行政级别的控制措施，以减轻超标排放。

皇家版权copy;2014年出版保留Elsevier公司所有权利

*作者通讯。

电子邮件地址：atul@tropmet.res.in（A.K.塔瓦）。

http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.03.064

1352年至2310年/皇冠版权copy; 2014年出版由Elsevier有限公司保留所有权利。

  1. 简介

印度恒河平原（IGP）是人口最多，世界上高度污染的地区之一，被各种人为污染包围，如化石燃料和农业残留物燃烧，在冬季期间与大气中的稳定性和静风沿其独特的地形污染。在（Srivastava等人，2012A，B;蒂瓦里等人，2013a，B。;拉赫曼等人，2011年）期间。德里，在人口最多的特大城市中排名第四，拥有19万居民，位于西部地区IGP印度北部（HTTP//~~~.indiaonlinepages-com/人口/德里 - population.html）人口的极速增长，城市化，工业化，人口的迁移以及当地的气象条件增加了大气污染程度，尤其是在冬季，导致

能见度下降，浓雾弥漫，每年烟雾笼罩（高塔姆等人，2007; Singh等人，2008; Lal等，2013年）。

含碳气溶胶的化石燃料和生物质燃料燃烧，增加了更多的微粒物质（即PM2.5），它们通常可以分为三个不同的类别：有机碳（OF），元素碳（EC）和碳酸碳（CC）。在OC，碳与相关联的有机化合物直接从源头排放（人为排放），或通过大气缩合挥发性有机化合物（即次级OC）来氧化大气层。另一方面，EC在燃烧过程中形成的烃，在环境中基本上不容易改变温度（Jeong等人，2004;。侯赛因等人，2007;罗格等人，1998; Sheesley等人，2003）。通常情况下，EC具有可互换的关系与黑碳（BC）（特平和Huntzicker，1991）和通常光吸收（雅各布森，2004年，2006年）。由于低质量的大气条件，所以矿物粉尘是CC的重要来源之一没有经过慎重的考虑。在市区地段，柴油汽车，尤其是重型卡车排放的尾气是大气中EC（灰色和卡斯，1998年）的主要来源。在印度，已经很少研究大气中总碳气溶胶测量（Satsangi等，2012;蒂瓦里等，2013a; Srivastava等人，2014年）文卡塔拉曼等。（2005）报道的化石燃料的相对贡献，开生物质和生物燃料燃烧在公元前质量分别是是~25％，33％和42％，~13％，43％和OC44质量％。在另一项研究中，Stone等人。 （2010）估计柴油燃烧OC只有4％，生物质燃烧（21％）OC超过喜马拉雅山。

在本研究中，PM2.5颗粒的气象参数和它的化学质量，BC，氮氧化物，bext（bext）在新德里冬季分析（1日2011年12月至2012年3月第30号）。这是理解气溶胶质量及其化学的影响在研究区域的bext组成的首次尝试。本研究的主要目标是：（i）检查

大气气溶胶的质量，碳的馏分和水溶性PM2.5中无机物质; （ⅱ）来估计bext与吸收和散射沿着贡献系数为他们的日间和夜间的时间变化，（iii）以及对调查bext和可见性之间的关系。

  1. 采样点和仪器仪表

实验现场德里位于西北部的部分在西部与塔尔沙漠的IGP，这是在该地区产生矿物沙尘气溶胶最多的地区（塔瓦等，2011; Todd等人，2007）。在冬季，观测站经历了浓雾的产生，在稳定的大气条件和低水平边界反转。气溶胶等样品污染物在印度理工学院的前提热带气象（分公司）收集，位于印度新德里中部（28.38°N，77.10°E和~235米的平均海拔）。德里的人口密度约为~11,297，2011年，有大约19万居民散布在1484区域。它是亚热带气候，夏季（四月五月六月）极热，冬季温和低温（十二月一月二月三月）。

PM2.5的样品被媒体流量空气取样收集（重量：脱线，APM550，环境技术私人有限公司，印度），一周一次在白天（1000e1800 h）和夜间（1900e0700h）。仪表和化学分析的详细信息从别的地方获得（蒂瓦里等人，2009; Srivastava等人。2012a）。此外，气溶胶质量浓度（PM2.5和PM10）还通过在线取样器（测试版衰减：光方法）著名的安德森，美国公司，FH系列C1462（C14法）BETA）在研究期间。热光透射基于半连续OC-EC仪（日落实验室，美国：用于有机和元素测量模型-4L）碳（蒂瓦里等人，2013a）。黑碳，使用Aethalometer（型号AE-31，马吉科学公司，伯克利，CA，USA）以高时间分辨率连续测定（5-分钟间隔），使用石英纤维过滤胶带传输880纳米波长（蒂瓦里等人，2013b）。 NO-NO2-NO x氮氧化物分析仪（42I型热电公司，USA）被用于对NOx的监测。在研究期间从印度获得气象部门气象参数（包括能见度）的介绍，新德里，被记录在印度农业的研究机构附近校园采样点（~500米）;然而，雨量数据该研究收集的首要前提。边界层混合深度NOAA可用系列数据为德里在稳定的空气资源实验室~eb服务器中获得（HTTP：//~~~.arl.noaa.gov/ready.html）。一般方程是采用NOx中ppb数量为ugm-3如下：

ugm-3=（ppb）* (12：187)*(M)/273.15 ℃) （1）

其中，假设在1个标准大气压下,M是氮氧化物的分子量。

  1. 结果与讨论

3.1.冬季在德里气溶胶的状态

日复一日PM2.5，BC的质量浓度在新德里NO研究期间的变化见图1。每月PM2.5，BC和NO的平均浓度不同的测量方法在技术表1中描绘。在研究期间，该季平均质量浓度

PM2.5的被发现是186.5149.7ugm-3在线采样和151.730.93ugm-3离线取样。在线的平均质量浓度PM2.5质量比离线PM2.5，高~23％，其中可能是由于对上线和在采样协议（ⅰ）差离线和（ii）在离线过滤介质的孔的扼流采样由于空气湿度，尤其是在有雾的夜晚。每月变异性分析显示上线PM2.5质量分数是在十二月（108％）和一月（14％），相比离线PM2.5质量相对较高。另一方面，在二月和三月，在线PM2.5质量分数被发现分别为约36％和16％，相比离线PM2.5质量相对较低。这个结果归因于气象参数的影响，尤其是边界层条件和风速的影响。在稳定的大气条件下，污染物通过不同渠道释放，被困在低层大气导致污染增加，而在大气条件不稳定的情况下，大气污染是由于气团的运输，大风的驱散被困在大气中（Dutkie~icz等人，2009; Srivastava等人，2012a）。在最近的研究，蒂瓦里（2013b）也报道了边界层条件在德里在一年之久的研究的影响。

S.蒂瓦里等. /大气环境92（2014）60-68

图1.在冬季从2011年12月至2012年3月日至BC（A），NO（B）和PM2.5（C）的变异天气

平均质量PM2.5浓度在线和离线与实测方法是比阈值限制高3-4倍PM2.5级（40ugm-3）通过在规定的印度国家环境空气质量标准（NAAQS; HTTP：//~~~.cpcb.nic.in）。通过联合规定国家环境保护局标准（USEPA; HTTP：//~~~.epa.gov/ttn/naaqs/standards）和由欧洲联盟标准（25ugm-3）比PM2.5的（15ugm-3）比较高得多（EUS; http://ec.europa.eu/environment/air/ standards.htm）。PM2.5颗粒已高负荷，早些时候在IGP其他城市地区，包括德里已报道（蒂瓦里等人，2009;卡莉达等人，2004; Cho~bury等人，2007;Kulshrestha等，2009;拉姆等，2012）。上述研究报道即PM2.5的来源颗粒在IGP中城市地区主要是由于人为活动，生物质燃烧和交通产生的细颗粒。 同时，观察实时首要污染物NO x的浓度[氧化亚氮（NO）和二氧化氮（NO2）]，它主要是由燃烧产生的，展示自己的平均浓度为23.8 ppb的16.1[14.4和13.29.55.2 ppb的，分别为NO和NO2]。 NO2是一个主要的污染物，它在光化学生产至关重要的作用在破坏大气中的臭氧。在研究期间，NO2从2.3到45.9 ppb的多样化，而多样化的NO从4.8到105.3 ppb。平均NO浓度比NO2的高52％。在十二月份被发现P M2.5中NOx的浓度很低，观察到NO2浓度光解的结果在清晨时分下降。日落后，NO2浓度在夜间01:00时水平开始上升。巴德里纳特普里等（2009）报道，冬天，在预季风和岗位季风季节期间，农业作物残余物燃烧是NO2散发的原因。在另一项研究中，NO2的排放农业作物残留燃烧有关，在2007年10月，普邦，Sharma等。 （2010）也有报道并建议减少燃烧农业作物。 Ghude（2008年，2011年）已经提出NO2的排放大多是来自印度各大城市和工业地区行业。辛格和Peshin（2014）报道德里由于在夜间增加的交通排放柴油卡车导致气态污染物如CO和NOx浓度非常高。冬季期间BC质量浓度变化从0.4到49.6ug m-3，平均9.68.5ug m-3。BC的浓度也超过IGP早期研究报告的区域（蒂瓦里等人，2013b;特里帕西等人，2005年，2006年; Safai等人，。2008;普利文等人，2012），建议从主要来源燃烧化石燃料以及生物质燃烧，尤其在冬季。

雷迪与文卡塔拉曼（2002）报道，在印度北部，化石/生物质燃料，木材，作物废料是黑碳气溶胶的主要来源。根据气溶胶辐射迫使印度（ARFI）网络，通过ISROGBP的国家方案，进行了对印度33个不同地区的BC的质量浓度的测量。

表格1

新德里PM2.5（离线和在线），OC，EC，BC和NO（实时）的月平均浓度

GRAV.=重要技术; 选择=光学技术。

  1. 离线监测

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