天津冬季一次重污染过程颗粒物中水溶性离子粒径分布特征

作者：姚青; 刘子锐; 韩素芹; 蔡子颖; 刘敬乐; 黄小娟; 刘景云; 王跃思

来源：环境科学, 2017, 38(12): 4958-4967.

DOI：10.13227/j.hjkx.201702097

• 重污染
• 大气颗粒物
• 水溶性离子
• 粒径分布
• 天津

为研究天津冬季重污染天气过程中颗粒物水溶性离子的粒径谱分布及二次离子生成机制,于2014年1月利用Anderson撞击式分级采样器在中国气象局天津大气边界层观测站内采集颗粒物样品,并使用离子色谱仪分析Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-等8种水溶性无机离子(TWSII).结果表明,采样期间PM2.5和PM10质量浓度均值分别为(138±100)μg·m-3和(227±142)μg·m-3,粗、细粒子中TWSII的平均浓度分别为(34.07±6.16)μg·m-3和(104.16±51.76)μg·m-3.细粒子中SO42-、NO3-和NH4+这3种离子的浓度远高于其他离子,且相关性较好,粗粒子中NO3-、SO42-、Cl-浓度较高.随着污染程度加剧,细粒子中TWSII浓度增加明显,粗粒子中则变化不大.水溶性离子的粒径谱分布显示,SO42-以单模态分布,优良天峰值出现在0.430.65μm,NO3-在优良日呈现三模态分布,峰值分别出现在0.430.65、2.13.3和5.89.0μm,NH4+呈双模态分布,优良日峰值出现在0.430.65μm和4.75.8μm,污染日3种二次离子峰值均以0.651.1μm的单模态分布为主,与三者之间的热动力平衡过程有关.细粒子中NH4+除与SO42-和NO3-结合外,还与部分Cl-结合,粗粒子中NH4+全部与NO3-和SO42-结合后,剩余的NO3-和SO42-与其他阳离子结合.

• 单位
  天津市气象科学研究所; 成都信息工程大学; 中国科学院大气物理研究所; 大气边界层物理与大气化学国家重点实验室; 北京化工大学