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

作者：高洁; 史旭荣; 卫昱婷; 宋少洁; 史国良^*; 冯银厂

来源：环境科学, 2020, 41(08): 3458-3466.

DOI：10.13227/j.hjkx.201912221

• 气溶胶pH
• ISORROPIA-Ⅱ模型
• 模式选择
• 敏感性分析
• 影响因素

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-、 NO-3和NH+4对pH影响较大;与 SO42-相比,NO-3对pH影响较小; NH+4对pH的影响存在敏感区,高浓度NH+4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.

• 单位
  环境保护部环境规划院; 环境科学与工程学院; 南开大学