河北南部地区灰霾的来源和形成机制研究

灰霾是主要由人类活动造成的、大量极细微的干尘粒悬浮在大气中使水平能见度小于10.0千米的污染现象。近30年来我国的灰霾天气呈现出日益严重的趋势，已经成为一种新的灾害性天气。河北南部"石家庄-邢台-邯郸"一线既是灰霾的高发区，也是激增区，其中邢台市的灰霾发生频率居于全国首位。然而，目前对这一问题的研究十分匮乏，远不能满足控制决策的需要。本课题以空气质量模型为核心工具，采取排放地区、排放部门、排放污染物三个维度自由组合的方式设定模拟情景，一揽子地解答河北南部地区灰霾的空间来源（从哪儿来）、部门来源（从哪个行业来）、化学来源（从哪种污染物转化而来），并在此基础上应用过程分析的方法，解析影响该地区颗粒物浓度和能见度水平的物理、化学机制。本研究将对河北南部地区灰霾的来源和形成机制完成量化的、系统的、深入的理解和阐释，为该地区灰霾污染控制提供全面的、细化的、立体的决策支持。

应用MM5-Models-3/CMAQ气象-空气质量模拟体系，选取两个典型重污染月份，2007年12月（2001-2010年10年间霾污染最严重的月份）和2013年1月（近60年来霾污染最严重的月份），以河北南部石家庄、邢台和邯郸3市为代表性城市，模拟研究了其PM2.5及霾污染特征、空间来源和部门来源。结果表明，即使是在污染最为严重这两个月，河北南部城市PM2.5的空间来源也明显不同，2007年12月河北南部城市的PM2.5地区来源由大到小分别为河北南部、山西、河北北部、山东、河南、京津，部门来源主要为工业源、民用燃烧源；2013年1月地区来源由大到小分别为河北南部、河北北部、山西、河南、山东、京津，部门来源主要为工业源、民用源和农业源。本项目进一步应用邯郸市空气质量在线和采样分析结果进行了污染特征的探讨和PM2.5反向源解析，结果表明邯郸市PM2.5主要来源为燃煤源、工业源、Ba，Mn和Zn源、K+，As和V源、二次源等。同时，应用目前国际领先的WRF/Chem模拟体系进行了华北地区的应用研究和排放灵敏度分析，结果表明，多污染物协同控制是降低PM2.5浓度的关键。