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

Abstract

于 2013 年 3 月 9&mdash;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 &mu;g&middot;m&minus;3 和 3200 &mu;g&middot;m&minus;3，同期 SO42&minus; 分别为 180 &mu;g&middot;m&minus;3 和 38 &mu;g&middot;m&minus;3。 沙尘暴初入西安时 NO3&minus; 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 &mu;g&middot;m&minus;3 和 8.7 &mu;g&middot;m&minus;3）。整个观测期间， SO42&minus; 均与 Ca2+、 Na+ 等强线性相关，沙尘期 SO42&minus;、 Cl&minus; 与 Na+ 的相关系数大于 0.95， NH4+ 与 NO3&minus; 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&minus; 和 Cl&minus; 主要以 NaCl、 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&minus; 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。</p