| 春季一次沙尘过程对北京城市气溶胶特性的影响 | |
| 胡伟 ; 牛红亚 ; 陈晨 ; 张代洲 ; 胡敏 | |
| 2012 | |
| 关键词 | 沙尘 积聚模态 数浓度 粒径谱 单颗粒 |
| 英文摘要 | 沙尘天气过程是影响北京春季空气质量的重要过程之一,严重时造成持续几天颗粒物空气质量超标.在我国PM2.5 标准公布后,对极端天气过程的研究可为PM2.5 控制提供科学依据.为此,本研究利用北京大学城市大气环境定位观测站,采用多种监测手段综合分析了2012 年3 月29～31 日沙尘天气过程中气溶胶特性的演变.利用流量为2.2 l/min 的三级撞击式采样器采集粒径大于0.2 μm的气溶胶样品,采用透射电子显微镜(TEM)及带能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDX)进行分析,得到单颗粒形貌、粒径和化学组成等特征；采用气溶胶粒径谱分析仪(Nano-SMPS+SMPS+APS)测量大气气溶胶的粒径谱分布；同时观测了气象参数、气态污染物和颗粒物质量浓度等,分析了本次沙尘过程对北京城市大气气溶胶的影响.沙尘气团到达北京时,风速突然升高到5 m/s,气压下降到最低值约1005 hPa.除O3 外,不同气体的浓度均发生直线下降,而PM2.5 浓度更是下降到原来的1/4 左右,积聚模态颗粒物数浓度降低一个数量级以上.随后风速持续增强,最大值达8 m/s,气压不断上升至1018 hPa,气团影响持续大约34 h.3 月30 日21 时左右,风速突然降低到1 m/s,出现浮尘天气,O3 和PM2.5 浓度骤然升高,而其他气体污染物浓度均不同程度降低.PM2.5 浓度上升到沙尘过境前的3～5 倍,积聚模态颗粒物的数浓度均值为400 cm-3,远低于高污染天颗粒物数浓度水平(6300 cm-3).受沙尘影响,粗模态粒子对颗粒物总体积浓度的贡献最高达93％,PM10 浓度最高达到1000 μg/m3,PM2.5 仅占约4％,水平能见度由30 km 下降到6 km.3 h 后风速增强至5m/s,浮尘转变为扬沙,PM2.5 浓度降低到约10 μg/m3,而O3 的浓度保持在较高水平(96 μg/m3).采用SEM-EDX 对30 日21 时采集的样品进行单颗粒分析发现,大气颗粒物以不规则形状矿物颗粒为主,粒径谱呈单峰模态,谱峰为3.5 μm,粒径集中在1～7 μm.93％的粒子含Si 元素,85％的粒子含有Al 元素,说明粗颗粒以沙尘粒子为主.Na、Cl、S 仅在大于3 μm 的粒子中检出,Mg、Al、K、Fe 在大于3μm 的粒子中相对检出率较高.经后向轨迹分析发现,本次沙尘来自蒙古地区,途径中国内蒙,甘肃等地到达北京,主要为来自长距离输送的沙尘源区粒子.TEM 分析细粒子发现,细颗粒物主要分布在0.2～0.5 μm,以积聚模态的矩形或椭球形积聚模态二次粒子为主,在电子束照射下所含成分易形成气泡挥发,兼有少量链状的黑碳粒子和不规则形状的矿物粒子.颗粒物粒径谱分布显示,浮尘发生时核模态和爱根核模态颗粒物数浓度成倍上升,最高分别达到17296 cm-3 和4447 cm-3,而积聚模态颗粒物数浓度仍然较低,最高仅667 cm-3,沙尘粒子可能抑制了积聚模态粒子的生成.研究结果表明,粗粒子主要以沙尘粒子为主,细颗粒物的形貌、成分特征与清洁大气及远洋环境下的粒子非常相似,沙尘过境时强风对污染物的稀释作用明显,但是带入的沙尘粒子急剧增加PM2.5和PM10 浓度水平；颗粒物的数浓度及粒径谱分布表明,沙尘粒子对积聚模态粒子的生成可能具有抑制作用.; 0 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 其他 |
| 源URL | [http://ir.pku.edu.cn/handle/20.500.11897/331836]  |
| 专题 | 环境科学与工程学院 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡伟,牛红亚,陈晨,等. 春季一次沙尘过程对北京城市气溶胶特性的影响. 2012-01-01. |
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