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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来,随着我国经济的腾飞和城市化进程的不断加快，空气污染问题也日益突出，长时间大尺度的雾霸事件频繁发生，其中，京津冀地区、长三角地区、成渝地区、关中地区等为我国细颗粒物(pm_2.5)污染的重灾区，引起了社会各界的广泛关注。南京作为长三角经济区重要的大都市之一，同时也是国家重要的区域中心城市，虽长期进行大气污染治理工作，但在极为有限的环境容量下，当前的污染排放总量仍旧较大，大气污染形势依旧严峻，其中细颗粒物为主的污染最为严重。碳组分是大气颗粒物的主要组成部分之一，包括有机碳(organic carbon,oc)、元素碳(elemental carbon,ec)及碳酸盐(carbonate carbon,cc)，其中碳酸盐在碳组分中的含量很低(小于5%)，几乎可忽略，因此在研究中通常关注oc和ec。碳组分对大气能见度、环境质量、气候变化及人体健康等均具有重要影响。降水对细颗粒物的清除作用十分明显，降水可以冲刷稀释细颗粒物，所以，对降水中含碳组分浓度变化、季节分布特征等要素建立充分的认识和了解，对于制定科学有效的控制对策有重要意义。然而，目前关于降水中含碳组分的相关认识还很不充分。由于缺乏系统性的观测资料，现有的研究工作大多比较零散、代表性不高。本研究基于南京市北郊降水时大气细颗粒物化学成分的观测资料,系统研究降水中含碳组分浓度变化、季节分布特征，简要解析降水中含碳组分的主要来源，以期为制定颗粒物污染防治有效措施提供科学依据，有重要的科学意义和现实意义.

国内外研究现状

早在从上世纪八十年代起，国际上就开始开展有关颗粒物中碳组分的观测和研究工作^[1]。在碳组分的时空特征方面，huang^[2]等研究了了珠三角地区4个站点2006至2007年4个典型季节pm2.5中碳气溶胶的特征，研究表明在珠三角地区，oc和ec的浓度均在春夏季出现极小值而在秋冬季呈现极大值，同时wsoc（水溶性有机碳，oc中的一种非常重要且具有代表性的组分）秋冬季的浓度约是春夏季的1.8~2.9倍，oc、ec和wsoc这三种碳姐分的浓度均表现出较明显的季节性波动。在我国另一个发达城市群长三角地区，pm_2.5中碳组分的浓度也同样呈现出类似的季节性变化。通过分析2005和2006年上海两个站点的碳组分数据，yanli feng^[3]等指出上海pm_2.5中oc和ec的浓度在秋季最高，冬季次之，夏季最低，并且在秋季的平均浓度几乎是夏季平均浓度的两倍，soc的浓度也在秋季最髙且浓度接近其他季节浓度的2倍。li^[4]等研究分析了长三角地区另一重要大都市南京的碳气溶胶季节变化特征，研究表明不论在pm₁₀中还是在pm_2.5中，oc和ec的浓度都呈现出相似的季节波动特征，在冬季最高，秋季次之，其次是春季，夏季最低，且冬季pm_2.5中的oc浓度是夏季的3倍左右，soc浓度的季节变化也与oc和ec类似，秋冬较高而春夏较低。长三角另一经济地区临安以及长江下游城市金沙^[5]，oc和ec的浓度也显示出一致的季节变化,峰值出现在冬季，春季降低，夏季达到最低然后秋季又有所升高。zhao^[6]等研究分析了京津冀地区四个重要城市(北京,天津,石家庄和承德)及一个背景点(上甸子)2009至2010年碳组分的特征，发现5个站点oc浓度按季节从大到小排列都是一致的，即冬秋春夏，ec的浓度也是在春夏季较低而在秋冬季较高，并且oc和ec的最大值都出现在冬季，soc的浓度也是在秋冬季较高春夏季较低，和oc、ec的季节变化特征一致。chen等^[7]分析了成渝地区3个重要城市(成都,重庆和内江)2012至2013年碳组分的特征和来源，其中内江和重庆oc和ec浓度的季节变化特征与全国其他地区类似，都是在冬季最高，春季降低，夏季最低，秋季又升高，但是成都和内江重庆不同,oc和ec的浓度在春季最髙，秋季次之，其次冬季,夏季最低，3个地区碳组分浓度季节变化的差异可能是由于不同地区排放源不同造成的。综上可以看出，我国大部分地区细颗粒物中碳组分浓度的季节变化特征是类似的，都是在秋冬季较高而在春夏季较低。并非所有的碳组分都呈现出显著的秋冬季较高、春夏季较低的季节变化特征，例如宁波市ec的浓度虽然和oc—致在冬季最高夏季最低，但ec的季节变化特征没有oc显著，这可能与当地的排放源有关^[8]。珠三角地区香港理工大学采样点坐落在海底隧道的附近，受到机动车排放的影响导致ec浓度一年四季都很高，没有明显的季节波动特征^[2]。

除了碳组分的时间分布特征，也有很多学者集中研究碳组分的空间分布特征。由于不同地区气象条件和污染排放源有较大的差异，碳组分浓度在空间分布上也存在较大的差异，一些研究将不同的空间大致划分为三类：城市地区，郊区和偏远背景地区，zhang^[5]等研究分析了全国18个站点碳组分的浓度分布特征,发现oc和ec的浓度均在城市地区最高，郊区次之，偏远背景点最低，并且三类地区ec的浓度差异较oc浓度差异更为明显，例如城市地区oc浓度大约是偏远背景地区的10倍，而ec浓度则相差将近30倍。一些研究则将同一地区不同的点位划分为四类：城市点，城郊点，背景点和道路点，研究指出总碳(tc,total carbon)浓度在道路点最高而在背景点最低，值得注意的是城郊点的tc浓度仅次于道路点，比城市点tc浓度高^[9]。

2. 研究的基本内容

3. 实施方案、进度安排及预期效果

方案和进度：

1、2017.12.01-2018.3.31：查阅相关的文献；提交开题报告和英文文献翻译；

2、2018.04.01-2018.05.11：对南京市北郊降水时大气细颗粒物化学成分的观测资料进行处理并分析，根据得到的结果撰写论文初稿。

4. 参考文献

[1]g.f.wolff,p.fj.groblicki,s.h.cadle,and r.j.countess.particulate carbon at various

locations in the united states[m].usa:springer,1982:297-315.

[2] h.huang,k.f.ho,s.c.lee,p.k.tsang,s.s.h.ho,c.w.zou,et al.characteristics of carbonaceous aerosol in pm2.5:pearl delta river region,china[j].atmospheric research,2012,104-105(1):f227-236.