天津大气气溶胶化学组分的粒径分布和垂直分布

2006年8月在天津气象铁塔的10、120、220 m 3个不同高度.利用Andersen分级采样器同步进行大气气溶胶采样,样品用离子色谱和电感耦合等离子体质谱仪进行分析.结果表明,K元素主要集中在细粒子,Mg、Ca、Al、Fe元素主要集中在粗粒子,Na元素则具有双峰结构;总离子浓度随着高度的升高有增加的趋势,SO42-、N3-、NH4+、Ca2+是最主要的水溶性尤机离子;二次源是水溶性离子重要的贡献源.NO3-、SO42-、NH4+随着高度升高,浓度有向小粒径集中的趋势;各层气溶胶阴阳离子平衡值小于1,表明气溶胶偏碱性,与天津地处北方,土壤偏碱性,且非采暖期地面扬尘是主要的气溶胶来源有关;各层NO3-/SO42-平均值为0.48,表明非采暖期固定排放源(燃煤)仍然是天津大气细粒子中水溶性离子的主要来源.     

北京奥运期间气溶胶中水溶性无机离子浓度特征及来源解析

2008年7—10月在中国科学院大气物理研究所采集气溶胶样品,用离子色谱进行水溶性无机离子分析,并对其组成、质量浓度变化特征、相关性及存在形式、来源解析等方面进行研究。结果显示,整个采样期间,SO42-、NO3-和NH4＋是最主要的水溶性离子,主要以（NH4）2SO4和NH4NO3形式存在;SO42-、NO3-和NH4＋、Ca2＋和Mg2＋的相关系数都较高,具有很好的同源性。NO3-/SO42-质量浓度比值表明,奥运前,固定源（燃煤）对水溶性离子的贡献大于流动源（机动车）,而奥运期间和奥运后则相反。因子分析表明,交通、燃煤、土壤、建筑尘和生物质燃烧源是采样期间北京大气污染的主要来源。     

大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析

通过温度、相对湿度和风速等气象因素与不同粒径大气气溶胶粒子数浓度和质量浓度的相关性,分析气象条件对大气气溶胶的影响和作用机制。结果表明：气象因素对0.2—0.6 μm的气溶胶影响最大。温度升高既有利于增强大气扩散作用也有利于二次气溶胶生成,因此温度与超细气溶胶(小于0.1μm)呈正相关性,而与粒径较大的气溶胶呈负相关。风速主要影响气溶胶的水平扩散,对超细气溶胶无显著影响,而与粗粒径气溶胶呈负相关。相对湿度会促进超细气溶胶的聚积,使之生成较大粒径气溶胶。因此相对湿度与超细气溶胶呈较强的负相关,而与较粗粒径气溶胶呈正相关。     

华南地区大气气溶胶质量谱与水溶性成分谱分布的初步研究

为了提供讨论华南地区酸性降水形成机制的背景资料，１９８８年１月与８－９月，在广州、柳州、韶关、南宁、阳朔、龙门使用Ａｎｄｅｒｓｅｎ气溶胶分级采样器采集了分级气溶胶样品，并对水溶性的Ｆ＾－、Ｃｌ＾－、ＮＯ３＾－、ＳＯ４＾－－、Ｎａ＾＋、ＮＨ４＾＋、Ｋ＾＋、Ｃａ＾＋＋、Ｍｇ＾＋＋进行了分析。结果表明，在工业城市中粗粒态粒子显著多于清洁地区。工业城市气溶胶水溶性成分中的ＳＯ４＾－－、Ｃａ＾＋＋显著高于清     

冬季南京北郊大气气溶胶中水溶性阴离子特征

2009年冬季在南京北郊进行24 h采样,运用离子色谱法研究大气PM₁₀中水溶性阴离子的分布特征。结果表明:PM₁₀中阴离子的平均总质量浓度在白天和夜间分别为658.21、622.84 μg/m³;PM_2.1则分别为337.86、319.97 μg/m³,阴离子主要存在于细粒子中;主要水溶性阴离子均为SO₄^2-,且海盐对南京北郊大气PM₁₀和PM_2.1中的SO₄^2-质量浓度影响很小。SO₄^2-、Cl^-和F^-粒径谱分布相似,均呈双模态;NO₃^-和NO₂^-主要呈现单模态。SO₄^2-与NO₃^-、F^-与NO₃^-、SO₄^2-与Cl^-的相关系数均大于0.8,相关显著,说明其存在一定的同源性。NO₃^-/SO₄^2-的平均值在白天、夜间分别为0.058 2、0.048 4,说明南京北郊大气污染以固定源为主。分析NO₃^-、SO₄^2-前体物的转化率知道,采样期间SOR和NOR的平均值均大于10%,即SO₄^2-部分来源于SO₂的二次转化,而不是单一来源于一次污染物。     

南海北部大气气溶胶水溶性成分谱分布特征

通过对南海腹地岛屿测站和南海北岸测站气溶胶样品中水溶性成分的分析，以及与华南大陆清洁测点和城市测点的对比，结果表明:海岛测点气溶胶总质量与诸离子浓度均大大低于海岸与大陆测点。其分布以三峰型出现的比较多，海岛与海岸气溶胶中水溶性成分以SO2-4，Cl-与Ca2+，Na+为含量比重最大的离子成分；与华南大陆测点相比，Cl-，Na+比重显著增加而NH+4的含量比重有所下降。     

2003年夏季临安地区大气气溶胶离子成分的尺度分布特征

文中利用2003年夏季在浙江临安大气本底污染监测站观测的资料,分析了临安的气溶胶质量浓度、离子成分的尺度分布特点及主要离子间的相互关系。初步结果显示,该期间临安气溶胶主要以粒径小于2.1μm的细粒子为主,约占总质量浓度的66%,其中粒径小于0.65μm的粒子可达总质量浓度的50%,远高于其他各级尺度段上的粒子浓度。与质量浓度分布相似,可溶性无机离子成分主要集中在粒径小于2.1μm(记为PM2.1)的细粒子中,PM2.1粒子中可溶性无机离子约占所有尺度段(包括所有5级)离子质量浓度总和的88%。其中粒径小于0.65μm的亚微米粒子中的离子质量浓度是细粒子的主要部分,占所有尺度段上离子质量浓度总和的77%。SO42-,NH4+和K+是PM2.1中决定性的离子成分。相关分析和离子平衡表明,PM2.1中SO42-与NH4+和K+有很高的相关,在粒径小于0.65μm的亚微米粒子中,非海盐硫酸盐(Nss-SO42-)主要为(NH4)2SO4,由气-粒转化产生;而在粒径为0.65~2.1μm尺度段,Nss-SO42-除(NH4)2SO4外,可能还有K2SO4,Na2SO4等存在。     

南京地区气溶胶谱分布的湿度相关性分析和等效复折射率预测

通过实验收集大气颗粒物,对南京地区大气气溶胶谱分布进行了描述,对气溶胶分布与相对湿度的相关性进行了探讨。建立了南京地区7—11月气溶胶化学组分的月平均模型,得出气溶胶等效复折射率的预测方法。结果表明：南京地区的大气气溶胶颗粒物,峰值粒径在80~100 nm范围,属于典型的城市型气溶胶。数浓度与相对湿度的相关性与季节和粒径大小有关,在6—9月,相对湿度与细粒子数浓度呈负相关,与粗粒子呈正相关,在10—11月相反,且易受极端天气影响。建立的干气溶胶等效复折射率月平均模型,结合湿度修正模型得到某一日的复折射率,与AERONET站点数据进行了对比,结果较为一致,误差范围在0~0.03。     

沙尘传输路径上气溶胶浓度与干沉降通量的粒径分布特征

利用2002年春季中国北京、青岛和日本福冈3个地区的分级气溶胶浓度资料,结合改进的Wil-liams模型,分析了沙尘传输路径上空气动力学直径≤11μm气溶胶(PM11)浓度和干沉降通量的粒径分布特征,并估算了黄海海域春季PM11的干沉降通量及不同粒径气溶胶的贡献。结果表明:3个地区PM11浓度粒径分布在非沙尘时期呈双峰分布,两个峰值分别出现在细颗粒(<2.1μm)部分和粗颗粒(2.1～11μm)部分;沙尘时期,3个地区PM11浓度粒径分布均趋于单峰分布,峰值位于粗颗粒部分,并且越靠近沙尘源地,这种趋势越明显。较强沙尘天气时期,粗颗粒部分的浓度峰值粒径从沙尘源地附近到黄海西岸、东岸呈降低趋势,但在一般沙尘天气时期,这种现象并不明显。沙尘时期和非沙尘时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量均随粒径增加而增大,细颗粒的干沉降通量随粒径的变化不明显。虽然沙尘时期粗颗粒沉降通量较非沙尘时期有明显增加,但粗颗粒对PM11干沉降通量的贡献与非沙尘时期相比,并没有明显的变化。较强沙尘天气时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量明显高于一般沙尘天气时期;细颗粒的干沉降通量较一般沙尘天气时期略有增加。黄海海域春季沙尘时期PM11的干沉降通量约为31.70～58.59mg.m-2.d-1,非沙尘时期约为8.33～15.94mg.m-2.d-1。粗颗粒是黄海海域春季PM11干沉降通量的主要贡献者,约占PM11干沉降通量的94.2%以上。     

潮州沿海大气气溶胶无机离子浓度分布与气象要素的相关分析

根据2004年广东潮州沿海地区的气溶胶浓度观测资料,分析潮州沿海大气气溶胶无机离子浓度分布特征及气象要素对其的影响。结果表明:离子浓度季节性差异明显,总离子浓度呈现春夏季低、秋冬季高的特征,系由当地不同季节降雨量和风向分布不同造成的;气溶胶无机成分与海水近似,表明海盐是当地气溶胶的重要来源之一,但Cl-与Na+不一致,表明可能存在除海盐颗粒以外的异地气溶胶长距离输送;总离子浓度随采样点高度增加而降低,随采样时海陆风变化而变化;阳离子浓度日际变化不明显,阴离子浓度易受天气条件影响。     

北方沙尘气溶胶光学厚度和粒子谱的反演

利用CE-318太阳光度计在内蒙古额济纳旗、东胜、锡林浩特三地观测的2002年6月喇3年5月间的太阳直接辐射数据，应用消光法反演大气气溶胶光学厚度[AOT（λ），Aerosol Optical Thickness]和粒子谱分布，并分析其变化特征。结果表明，该地区气溶胶光学厚度具有明显的时空变化：春季最大，冬季最小，AOT（λ=440nm）平均最大值为0．78，最小值为0．13。3个观测点中，额济纳旗的光学厚度最大，东胜最小。光学厚度的日变化主要有4种形式：1）早晨高傍晚低；2）早晨低傍晚高；3）早晚低中午高；4）变化平缓。这主要与沙尘天气的发生、大气层结稳定度和人类活动等因素有关。气溶胶粒子谱分布基本符合Junge谱，在粒径0．3μm、0．6μm和1．0μm处出现峰值。但是在不同天气条件下粒子谱有很大差异，在沙尘暴天气中，大粒子和巨粒子数有明显的增加，粒子数浓度要比晴天背景大气大了约一个量级。春季气溶胶粒子数浓度最大，夏秋季次之，冬季最小，但相差不超过一个量级。     

浑善达克沙地沙尘气溶胶的粒谱特征

浑善达克沙地是我国主要沙尘气溶胶源地之一,但对其沙尘气溶胶特征一直缺乏研究.2001年4月末到5月初,在内蒙古浑善达克沙地利用PMS Fssp-100型激光粒谱仪进行了大气气溶胶的外场观测,取得了晴天、扬沙和沙尘暴天气条件下沙尘粒子的数浓度采样资料,通过统计分析研究,总结出浑善达克沙地在不同天气条件下近地面沙尘气溶胶的粒谱分布规律.所得统计结果表明了与其他源地沙尘气溶胶的共同点、差异之处及其原因.这一结果也为沙尘气溶胶辐射气候效应的数值模拟提供了新的实测依据.     

贺兰山地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究

1996年至1999年4年间的4月和5月，在贺兰山的东西两侧沙漠地区用APS-3310A型激光空气动力学粒子谱仪进行了大气气溶胶数浓度和质量浓度的观测，取得了大量背景大气、浮尘、扬沙和沙尘暴天气条件下的沙尘粒子谱分布资料，通过统计分析研究，总结出不同沙漠地区不同沙尘天气条件下的大气气溶胶粒子谱的分布规律。     

贺兰山地区沙尘气溶胶瞬时谱分析及拟合

利用APS-3310A型激光空气动力学粒子谱仪，1998年4、5月和1999年4月在贺兰山附近的巴音浩特、盐池、银川等地采集了具有代表性的背景大气、浮尘、扬沙、沙尘暴天气条件下沙尘粒子谱分布资料。对粒子瞬时谱的统计分析发现：不同的沙尘天气过程中，气溶胶的瞬时浓度存在很大差别。扬沙、沙尘暴天气过程中，气溶胶浓度变化较大；浮尘天气过程中，气溶胶浓度变化较小。沙尘现象越强，粗粒子（d〉2．5μm）越多，各粒径段浓度变化越明显。不同过程，粗细粒子对粒子表面积浓度贡献程度不一。沙尘气溶胶粒子谱型为单峰结构，对粒子的瞬时谱进行了谱型拟合，其具有对数正态分布函数的特征。     

香河地区亚微米气溶胶粒子尺度谱分布特征

为了解香河地区气溶胶尺度谱的基本特征,自2012年5月起,利用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对河北香河地区的亚微米(13.8~723.4 nm)气溶胶尺度谱分布进行了近2 a的测量。基于该数据集,分析了气溶胶尺度谱的季节变化和日变化特征及气象要素对气溶胶浓度的影响。结果发现,观测期间埃根核模态(20.0~100.0 nm)、积聚模态(100.0~723.4 nm),以及总的气溶胶数浓度、表面积浓度和体积浓度均值分别为7.0×103cm~(-3)、7.5×103cm~(-3)、14.9×103cm~(-3)、1125μm2·cm~(-3)和50μm~3·cm~(-3)。香河地区积聚模态的粒子数浓度接近华北地区其他污染测站的结果,但高于发达国家的测值。冬季气溶胶的平均浓度最高(18.1×10~3cm~(-3)),而春季最低(12.3×10~3cm~(-3))。不同季节,气溶胶的数谱分布主要为单峰分布,平均峰值直径约为105 nm。气溶胶浓度的日变化受机动车排放的影响显著,存在早晚两个高值中心,分别出现在早上的06:00—09:00和晚上的19:00—21:00。风速、风向对气溶胶数浓度的影响较大,低风速(2 m/s)和南风条件,尤其是吹西南风时,气溶胶浓度的增加显著。     

临安大气气溶胶理化特性季节变化

分别利用碳成分分析仪、离子色谱仪和原子吸收光谱仪等获取浙江省临安地区大气气溶胶在春、夏、秋、冬四季的质量浓度、离子与碳成分特性,并对不同粒径气溶胶成分分布特点作了较详细分析。结果表明：气溶胶质量浓度、可溶性离子浓度以及碳成分浓度具有明显的季节变化趋势。整个尺度范围内,气溶胶质量浓度季节变化特点为春季浓度最高,达到534 μg/m3;冬季次之,质量浓度为117.21 μg/m3;夏季浓度最低,平均为65.7 μg/m3;秋季质量浓度98.6 μg/m3。可溶性离子成分在气溶胶中所占比例具有明显的季节性,其中夏季最高为49.4%,春季最低为11.3%。硫酸根离子SO42-和氨根离子NH4+和硝酸根离子NO3- 3种离子浓度之和约占离子总量的75%~83%。受温度影响,硝酸根离子NO3-浓度随季节变化幅度较大,夏季平均浓度为1.7 μg/m3, 冬季平均浓度为11.5 μg/m3,是夏季浓度的6.8倍。碳浓度分布特点显示,气溶胶中元素碳浓度春季最高,夏季最低。有机碳浓度春季最高,冬季最低。气溶胶粒度分布特点也非常明显。四季中粒径小于11 μm（PM11）的气溶胶均占气溶胶总量的90%以上,粒径小于2.1 μm（PM2.1）的气溶胶占到气溶胶总量的53%以上。可溶性离子在粒径小于2.1 μm气溶胶颗粒中,以硫酸根离子、氨根离子和硝酸根离子为主。碳成分尺度分布特征为颗粒越小,有机碳及元素碳浓度越高。     

北京地区气溶胶粒度谱分布初步研究

对北京地区气溶胶数浓度及其谱分布特征进行了初步研究,重点探讨了气溶胶数浓度分布与相对湿度的关系。研究结果表明,气溶胶浓度和谱分布存在明显的日变化和逐日变化,并在很大程度上受空气相对湿度和里查森数影响。     

南京北郊气溶胶中多环芳烃的污染特征及来源解析

利用2010年8月采集的南京北郊气溶胶样品,使用GC-MS对美国环保总局推荐的16种优先控制的多环芳烃含量、分布特征进行了研究。在此基础上,用特征比值法、主因子分析法分析得到南京市北郊大气中PAHs的主要来源为车辆尾气、燃煤、天然气和草木秸秆燃烧,并应用绝对因子分析法进一步定量计算主要源对PAHs的浓度贡献率。结果表明:1)大气颗粒物中16种多环芳烃的平均总质量浓度为135.85 ng/m~3,多环芳烃以4环为主,在可吸入颗粒物中的浓度占总浓度的88.7%;2)PM10中多环芳烃呈双模态分布,在9~10μm的粗模态和0.65~1.10μm的积聚模态上各出现一个峰值;3)天然气等对PAHs的贡献率为5.7%~44.1%,燃煤源的贡献率为20.7%~57.8%,汽车尾气的贡献率为4.6%~46.7%,木材燃烧的贡献率为2.9%~38.1%。本地交通排放和燃料燃烧是南京北郊大气颗粒物中PAHs的主要来源,远距离输送也对南京北郊气溶胶中的PAHs有重要贡献。     

Study on the Chemical Character of Water Soluble Organic Compounds in Fine Atmospheric Aerosol at the Jungfraujoch

In this study the chemical nature of the bulk of water soluble organic compounds in fine atmospheric aerosol collected during summer 1998 at the Jungfraujoch, Switzerland (3580 m asl) is characterised. The mass concentration of water soluble organic substances was similar to those of major inorganic ions, and the water soluble organic matter was found to be composed of two main fractions: (i) highly polyconjugated, acidic compounds with a varying degree of hydrophobicity and (ii) slightly polyconjugated, neutral and very hydrophilic compounds. The contribution of both fractions to the total water soluble organic carbon was about 50%. Separation into individual components was impossible either by HPLC or capillary electrophoresis which indicates the presence of a high number of chemically similar but not identical species. Results obtained by ultrafiltration and HPLC-MS have shown that the molecular weights are of the order of several hundreds. Most of the protonation constants for the acidic compounds determined by capillary electrophoresis were in the range 10⁴–10⁷.