系统管理

长三角典型城市大气气溶胶单颗粒混合状态特征

大气气溶胶由于其粒径分布和混合状态等理化特性的不同,在大气中的传输、转化和去除机制等均存在显著差异。此外,受气象条件及排放源等多种因素的影响,大气中气溶胶的理化性质(包括密度、形状、吸湿性和折射指数)在不断发生着变化,不同类别的颗粒物在大气中有着不同的反应过程。南京作为长江三角洲地区的重要城市,主要的气溶胶来源包括工业源、生活源、交通源和农业源等,近年来该地区大气颗粒物污染严重并呈现明显的区域性和复合性特征。南京信息工程大学银燕教授课题组使用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)获得春、夏、秋、冬四个季节和区域霾污染期间的单颗粒质谱和粒径信息,结合气象要素和 PM2.5 等数据,详细分析了长三角典型城市南京大气气溶胶的季节变化特征,以及不同类别污染过程中和特殊天气条件下的单颗粒物的理化特征。结果表明:

南京市大气气溶胶的化学组成、粒径分布和混合状态等均存在明显的季节特征。冬季时Biomass和Ammonium(分别为12.9% 和4.9%)、夏季时EC-S(5.6%)和秋季时NaK-SN(34.9%)则受到明显的点源影响。ECOC、OC、Biomass和Ammonium的粒径分布有明显的季节差异。大部分颗粒物与NO3-的混合比变化为:春>冬>夏>秋,与HSO4-的混合比变化为:冬>夏>春>秋,冬季时较差的大气扩散条件和含硫煤的燃烧过程使得颗粒物更易混合有HSO4-。

局地污染和远距离输送污染会导致不同的气溶胶特征。局地源排放的颗粒物混合有更多的氯盐和硝酸盐,而在远距离输送污染中,颗粒物则混合有更多的硫酸盐。

雾、霾会显著影响气溶胶的粒径、浓度和酸度等。雾转换形成霾后,大气颗粒物的数目增加且粒径范围扩大。

降水时长和降水量对不同类型颗粒物的粒径分布和混合状态的影响较大。若小时降水量小于1mm,长时间降水中颗粒物更易混有二次无机组分,短时降水则有助于有机组分在颗粒物表面的凝结。大暴雨对EC的清除作用要强于NaK无机颗粒物。

资助项目:国家自然科学基金重大研究计划重点项目(91644224)等资助

文章信息:Hu R, Wang H, Yin Y, et al. Measurement of ambient aerosols by single particle mass spectrometry in the Yangtze River Delta, China: Seasonal variations, mixing state and meteorological effects. Atmospheric Research, 2018, 213: 562-575.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809518302266

文章信息:Hu R, Wang H, Yin Y, et al. Mixing state of ambient aerosols during different fog-haze pollution episodes in the Yangtze River Delta, China. Atmospheric Environment, 2018, 178: 1-10.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231018300463