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北京夏冬季霾天气下气溶胶水溶性离子粒径分布特征
引用本文:黄怡民,刘子锐,陈宏,王跃思.北京夏冬季霾天气下气溶胶水溶性离子粒径分布特征[J].环境科学,2013,34(4):1236-1244.
作者姓名:黄怡民  刘子锐  陈宏  王跃思
作者单位:1. 中国科学院大气物理研究所,北京100029;重庆三峡学院化学与环境工程学院,重庆404100
2. 中国科学院大气物理研究所,北京,100029
3. 西南大学资源环境学院,重庆,400716
基金项目:国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目(41021004);北京市科技计划公益应用类项目(D09040903670902)
摘    要:为研究北京夏、冬季霾粒子中水溶性离子的粒径谱分布,并进一步分析其来源及形成机制,于2009年夏季和冬季利用惯性撞击式8级采样器(Andersen)和石英微量振荡天平(TEOM)对北京城区大气气溶胶分别进行了为期2周的连续采样和监测,并用离子色谱(IC)对气溶胶中的水溶性离子进行了分析.结果表明,夏季霾天PM10和PM2.5的质量浓度分别为(245.5±8.4)μg.m-3和(120.2±2.0)μg.m-3,冬季霾天对应的数值分别为(384.2±30.2)μg.m-3和(252.7±47.1)μg.m-3,无论夏季还是冬季,霾天大气细粒子污染均十分严重.细粒子中总水溶性离子(TWSS)的浓度霾天远高于对照天,其中霾天浓度上升较快的是SO24-、NO3-和NH4+,二次无机离子对霾天气的形成过程扮演重要作用.除NO3-外,其余7种水溶性离子夏、冬季霾天粒径谱分布一致,即,SO24-、NH4+主要分布于PM1.0以下的细粒子模态,Mg2+、Ca2+主要分布于PM2.5以上的粗粒子模态,Na+、Cl-和K+呈双模态分布;夏季霾天NO3-呈双模态分布,而冬季则主要分布于细粒子中.夏季霾天SO24-的平均质量中值粒径(MMAD)为0.64μm,SO24-主要来自远程SO2的云内反应,并且SO2表观转化率(SOR)高于对照天,使得霾天光化学反应生成的细粒子远远高于对照天气过程;冬季霾天SO24-的MMAD增至0.89μm,冬季因局地SO2排放并被非均相化学反应过程氧化为SO24-亦为北京大气细粒子的重要来源.夏、冬季霾天NO3-的MMAD分别为2.85μm和0.80μm,受到温度的影响,NO3-夏、冬季节分别以硝酸钙和硝酸铵的形式存在于粗、细粒子中.

关 键 词:气溶胶  水溶性离子  二次无机离子  质量浓度谱分布  霾天
收稿时间:2012/6/13 0:00:00
修稿时间:2012/9/17 0:00:00

Characteristics of Mass Size Distributions of Water-Soluble Inorganic Ions During Summer and Winter Haze Days of Beijing
HUANG Yi-min,LIU Zi-rui,CHEN Hong and WANG Yue-si.Characteristics of Mass Size Distributions of Water-Soluble Inorganic Ions During Summer and Winter Haze Days of Beijing[J].Chinese Journal of Environmental Science,2013,34(4):1236-1244.
Authors:HUANG Yi-min  LIU Zi-rui  CHEN Hong and WANG Yue-si
Institution:Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;College of Chemistry and Environment Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404100, China;Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China;Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
Abstract:
Keywords:aerosol  water-soluble inorganic ions  secondary inorganic ions  mass size distribution  haze days
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