沙尘暴期西安大气颗粒物化学组成及吸湿性能小时变化特征

• 作者: 任艳芹 成春雷 李建军 王佳媛 王格慧 陈玉宝 韩艳妮 黄耀
• 来源期刊: 地球环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 沙尘颗粒 总悬浮颗粒物 无机离子 气态污染物 吸湿性
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 44-53
• 页数: 10页
• 分类号: X513
• 字数: 5401字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7515/JEE201501006

摘要

于2013年3月9-12日沙尘暴时期,在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次TSP样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、无机离子及吸湿性能分析,同时利用ECOTECH公司EC系列气体监测仪,在线监测NOx、SO2及O3等污染气体,研究沙尘暴期间城市大气颗粒物化学演化特征,探讨硫酸盐、硝酸盐、铵盐及钠盐等主要无机盐的来源、形成机制及其对颗粒物吸湿性能的影响.结果显示:此次沙尘暴期间有两次沙尘峰值过境西安,TSP小时浓度最高分别达到7527 μg·m-3和3200 μg·m-3,同期SO42-分别为180 μg·m-3和38 μg·m-3.沙尘暴初入西安时NO3-与NH4+浓度较低,其后,二者以1:1的摩尔比同步渐增,至沙尘过后第48小时(即非沙尘期)达最大值(分别为34 μg·m-3和8.7 μg·m-3).整个观测期间,SO42-均与Ca2+、Na+等强线性相关,沙尘期SO42-、Cl-与Na+的相关系数大于0.95,NH4+与NO3-的相关系数沙尘期为0.78.除O3外,CO、NOx、SO2等污染气体的浓度变化趋势均是在沙尘过境后逐渐升高.在沙尘期间Na+离子主要是以NaCl和Na2SO4的形式存在.而在整个观测期,SO42-和Cl-主要以NaC1、Na2SO4和CaSO4的形式存在,其来源是戈壁上的干涸湖泊中的岩盐、芒硝、石膏和钙芒硝等矿物;但NH4+和NO3-主要来源于沙尘颗粒表面的非均相反应,并以NH4NO3的形式存在.由于TSP样品水溶性组分中大部分是无机离子,因此样品水溶性组分显示出了一定的吸湿性,整个观测期其吸湿增长因子变化范围为1.27～1.44.