我国多站点主要水溶性气溶胶的空间分布和时间变化特征

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 21次 | 上传用户:cwg8872757
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2006年1月~12月每三天在中国气象局大气成分观测网络(CAWNET)中的10个站点通过滤膜采集了PM10气溶胶样品。站点包括郑州、西安、成都、河北固城、广东番禺、大连、浙江临安、湖南常德太阳山、湖北金沙、黑龙江龙凤山,其中包括城市、郊区和区域背景三种站点类型,并于2007年10~12月在北京、南京、上海进行了短期观测。用离子色谱系统分析了气溶胶样品中的F-,Cl-,NO3-,SO42-,Na+,NH4+,K+,Mg2+,Ca2+的质量浓度,在此基础上分析了这些站点所代表的我国不同区域主要可溶性气溶胶组分硫酸盐、硝酸盐和铵盐的空间分布、季节变化和月变化特征。主要结果包括:1、不同类型站点气溶胶浓度水平硫酸盐气溶胶在城市观测点的年平均浓度的日均值为25~48μg/m3之间,郊区站的平均浓度在23~27μg/m3之间,区域背景站的平均浓度约12μg/m3;硝酸盐在城市站平均浓度约13~29μg/m3,郊区7.4~15μg/m3,区域背景约5.6μg/m3;铵盐在城市站的平均浓度为9.3~18μg/m3,郊区6.7~8.0μg/m3,区域背景值2.9μg/m3;PM10在城市站的平均浓度137~295μg/m3之间,郊区84~141μg/m3,区域背景67μg/m3。同欧美国家和日本、韩国相比,中国的硫酸盐浓度水平普遍偏高,但与亚洲的发展中国家如越南的浓度水平相当;硝酸盐浓度水平与国外的差距略小,部分城市和郊区的浓度接近台湾和美国西部同类型站点。2、气溶胶浓度的空间分布特征城市站点中观测到的硫酸盐浓度较高,依次为:河南(郑州)、关中平原(西安)、四川盆地(成都)、河北(固城),以及长三角地区。珠三角以及北京城市的硫酸盐水平低于上述区域的同类站点,其中北京硫酸盐浓度与2002年相比还显著下降。华中地区(湖南和湖北)郊区站的浓度水平相当于上海、北京和珠三角的城市水平。硝酸盐浓度最高的区域也是在城市站点观测到的,其中浓度从高到低依次为:长三角、华北和北京、关中平原、四川盆地和珠三角地区。通过同一区域不同类型站点间的比较,发现硫酸盐在城市站和郊区站之间的浓度差别较小,呈现出区域混合的特征。而同硫酸盐相比,硝酸盐的局地性特征更为明显。3、PM10化学组成我国这些区域的硫酸盐、硝酸盐和铵盐共占PM10总质量的约30%以上(30%~51%),所有可溶性化学成分占到总质量的约37%以上(37%~60%)。对所有观测站而言,SO42-都是含量最大的离子成分(12%~32%),其次是NO3-(7%~15%)、NH4+(5%~9%)以及Ca2+(2%~5%)。郊区站硫酸盐占PM10的比例高于同区域的城市站;而南方地区主要水溶性气溶胶的比例高于北方地区,其中华中地区PM10中硫酸盐含量约30%,硫酸盐、硝酸盐和铵盐三者总和占到43%以上。4、气溶胶时间变化特征中国南方和北方地区的主要水溶性气溶胶呈现两种不同类型的季节变化特征。北方地区的颗粒物浓度季节变化更明显,硫酸盐、铵盐和硝酸盐的浓度最大值都在冬季,硫酸盐、铵盐最低值出现在春季,而硝酸盐最低值在夏季出现;南方站点中番禺、常德、金沙都在秋季出现硫酸盐和铵盐的最大值,夏季出现硝酸盐和铵盐的最小值。PM10的化学组成也呈现季节变化特征,硫酸盐所占比重在夏季最高。不同站点间的月变化特征在不同站点间差别较大,番禺、常德、金沙以及其他一些站点都在10月出现一个硫酸盐和铵盐的月平均峰值。气溶胶的时间变化不仅取决于排放源特征,还与气象条件和气团来源输送有关。
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