北京大气颗粒物污染本地源与外来源的区分--元素比值Mg/Al示踪法估算矿物气溶胶外来源的贡献

提出了一种新的元素示踪法, 用于估算和区分北京大气颗粒物污染的主要组成矿物气溶胶的外来源和本地源. 通过采集、分析具有代表性的、可覆盖北京所有地区的气溶胶、地面扬尘以及外来源代表地区内蒙多伦等地的表层土, 发现气溶胶中元素比值Mg/Al是区分北京地区矿物气溶胶本地源与外来源有效的元素示踪体系. 矿物气溶胶即沙尘、硫酸盐和硝酸盐为主的无机污染气溶胶, 和有机污染气溶胶同是北京大气颗粒物的重要组成部分, 其中矿物气溶胶占总颗粒物(TSP)的32%～67%, 占细粒子(PM2.5)的10%～70%, 在沙尘暴期间分别高达74%和90%. 根据元素示踪法, 首次估算出北京地区矿物气溶胶中本地源与外来源的相对贡献量. 春季外来源占TSP的62% (38%～86%), 占PM10的69% (52%～90%), 占PM2.5的76% (59%～93%); 冬季外来源占TSP的69% (52%～83%), 占PM10的79% (52%～93%), 占PM2.5的45% (7%～79%); 而在夏季和秋季, 外来源仅占～20%. 外来源在冬春季对北京矿物气溶胶的贡献要高于夏季, 这显然与冬春季气候差异有关. 沙尘暴期间外来源贡献最高达97%, 成为北京大气颗粒物的主要来源.     

NO_2在MgO颗粒物表面的非均相反应

氧化镁(MgO)是大气中矿物气溶胶的重要组分之一,对二次污染物的形成有着重要影响.本研究采用原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)与离子色谱(IC)技术,研究了二氧化氮(NO2)在MgO颗粒表面的非均相反应.探讨了无光照、紫外光照、臭氧(O3)、温度及相对湿度(RH)等对该反应的影响机制,建立了新的测定摄取系数的方法.结果表明,无光照时,NO2在MgO颗粒表面生成的主要产物为硝酸盐和亚硝酸盐;在NO2-MgO-O3和NO2-MgO-hv两种反应体系中主要产物均为硝酸盐,生成的硝酸根峰面积分别是无光照条件下的1.54倍和3.04倍,O3和紫外光照对硝酸盐的生成均具有促进作用;在紫外光照条件下,NO2在MgO颗粒物表面生成硝酸根的初始速率随温度的升高而呈单峰变化,40℃时初始速率最大;影响NO2与MgO颗粒物反应的敏感因素为紫外光照和臭氧,其次为相对湿度和温度.在25℃,RH为5%时,无光照条件和紫外光照条件下反应初始摄取系数分别为9.01×10-4和5.65×10-3.     

北京大气颗粒物污染本地源与外来源的区分

提出了一种新的元素示踪法, 用于估算和区分北京大气颗粒物污染的主要组成矿物气溶胶的外来源和本地源. 通过采集、分析具有代表性的、可覆盖北京所有地区的气溶胶、地面扬尘以及外来源代表地区内蒙多伦等地的表层土, 发现气溶胶中元素比值Mg/Al是区分北京地区矿物气溶胶本地源与外来源有效的元素示踪体系. 矿物气溶胶即沙尘、硫酸盐和硝酸盐为主的无机污染气溶胶, 和有机污染气溶胶同是北京大气颗粒物的重要组成部分, 其中矿物气溶胶占总颗粒物(TSP)的32%~67%, 占细粒子(PM_2.5)的10%~70%, 在沙尘暴期间分别高达74%和90%. 根据元素示踪法, 首次估算出北京地区矿物气溶胶中本地源与外来源的相对贡献量. 春季外来源占TSP的62% (38%~86%), 占PM₁₀的69% (52%~90%), 占PM_2.5的76% (59%~93%); 冬季外来源占TSP的69% (52%~83%), 占PM₁₀的79% (52%~93%), 占PM_2.5的45% (7%~79%); 而在夏季和秋季, 外来源仅占~20%. 外来源在冬春季对北京矿物气溶胶的贡献要高于夏季, 这显然与冬春季气候差异有关. 沙尘暴期间外来源贡献最高达97%, 成为北京大气颗粒物的主要来源.