西安冬季非灰霾天与灰霾天PM2.5中水溶性有机氮污染特征比较

• 作者: 任艳芹 孙涛 孟静静 成春雷 李建军 王格慧 程玉婷
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: PM2.5 灰霾 水溶性有机氮 二次有机气溶胶 来源与形成机制
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 页码范围: 2468-2476
• 分类号: X513
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.2014.07.005

摘要

2012年12月4～13日在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次PM2.5样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性总氮(WSTN)、水溶性有机氮(WSON)以及无机离子分析,探讨其浓度、组成、时间变化特征和来源.结果表明,采样期间西安PM2.5中WSON小时平均浓度为(12±9.4) μg·m-3,最高达31 μg·m-3,平均占水溶性总氮(WSTN)的47％±9.8％,而无机氮NH4+-N和NO3--N则平均分别占WSTN的29％±8.5％和23％±8.1％.WSON∶ WSOC(N∶C)质量比值范围为0.04～0.65,平均为0.31±0.13.在非灰霾天(能见度＞10 km)、轻霾天(5 km＜能见度＜ 10 km)和重霾天(能见度＜5 km),WSON分别为(1.6±0.9)、(6.5±3.9)和(23 ±4.7)μg·m-3.WSOC/OC质量比值在整个观测期间无明显变化,但是WSON/WSOC(N∶C)质量比值从非灰霾天、轻霾天到重霾天呈逐步增大趋势,其均值分别为0.2±0.1、0.3±0.1和0.4±0.1,与颗粒物碱度减弱酸度增强相一致.此外,整个采样期间WSON与NH4+、SO42-和NO3-呈强线性相关(R2 ＞0.80),阴阳离子当量平衡进一步显示:WSON与颗粒物中和度呈负相关(R2=0.53).研究结果表明,大气中有机胺等气态水溶性含氮有机物可通过酸碱中和与颗粒相酸性物质反应,由气相转移到颗粒相,并且重霾天低温、高湿和静风的气象条件有利于这种酸碱中和导致的气固相转化,促使更多的WSON生成.