春季沙尘过程北京市不同粒径大气气溶胶污染特征及来源分析

摘要

为了解沙尘气溶胶在大气中的物理、化学特性演变,于2017年5月北京沙尘暴发期间,对北京大气中不同粒径颗粒物的质量浓度进行了连续观测,并用离子色谱仪和水溶性有机碳分析仪对其中的主要水溶性化学组分进行了检测.结果表明,沙尘期间TSP及其中的水溶性有机碳(WSOC)、元素碳(EC)、有机碳(OC)和水溶性无机离子的平均质量浓度分别为(2237.59±681.49)、(29.90±18.05)、(1.46±3.05)、(67.35±29.07)和(136.75±46.38)μg·m^(-3),除EC变化不大外,其他成分沙尘期浓度远高于非沙尘期,其中Na^+、NH_4^+、K^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、WSOC的浓度分别为沙尘前的11.55、3.00、14.88、14.89、9.40、4.60、2.40、3.91、1.83倍,浓度增长最为明显的是地壳元素离子,变化最小的为NH_4^+和NO_3^-;粒径分析表明,地壳元素离子在整个采样期间均在粗粒径段(4.7~5.8μm)表现出最大浓度;沙尘期间SO_4^(2-)及NO_3^-均以粗模态为主,沙尘结束后SO_4^(2-)在0.43~0.65μm粒径段出现峰值,而NO_3^-依然是在4.7~5.8μm粒径段出现峰值,表明大部分NO_3^-主要以非均相反应存在于粗粒径段中.沙尘期SO_4^(2-)与地壳元素离子表现显著的正相关关系,与NH_4^+没有表现出相关性,表明沙尘期SO_4^(2-)主要来自于沙尘携带的一次来源,非沙尘期SO_4^(2-)与地壳元素没有明显的相关性,而与NH_4^+之间相关系数r=0.70,表明其为非均相二次转化形成.NO_3^-与地壳元素离子和NH_4^+的相关性分析表明其在沙尘期既有一次来源,也有二次转化,而在非沙尘期主要来源于二次转化过程.