华北地区夏季大气亚微米颗粒物的半挥发性特征

利用热扩散管TD（Thermal Denuder）与高分辨飞行时间气溶胶质谱仪（HR-To F-AMS）联用法,于2013年6—7月对华北地区国家环境空气质量评价区域点香河的大气PM1（亚微米颗粒物）及其组分〔OM（有机质）、SO42-、NO3-、NH4＋、Cl-〕进行连续在线观测,并实现了PM1不同化学组分半挥发性特征的模拟分析.结果表明：在观测期间,ρ（PM1）平均值为（47.9±47.3）μg/m3,其中OM贡献最大,达到38.2%〔ρ（OM）占ρ（PM1）的比例,下同〕,之后依次为SO42-（33.7%）、NH4＋（13.8%）、NO3-（12.3%）、Cl-（2.0%）.在PM1的各化学组分中,NO3-和Cl-的MFR（质量剩余分数）值最低（约0.40）,表明二者的半挥发性最高,当温度为50℃时,约60%的NO3-或Cl-进入气相中;SO42-的半挥发性最低,在50℃时仍有约90%的质量剩余;而OM和NH4＋的半挥发性居中.NO3-的半挥发性受大气PM1污染水平的影响,50℃时其半挥发性随着ρ（PM1）的增加而升高.当温度从50℃升至200℃时,残留有机气溶胶的O/C（原子数比）从0.47增至0.60,说明半挥发性组分多为氧化态较低的有机化合物.此外,真空动力学粒径在60～2 000 nm的颗粒物在不同粒径段表现出相近的半挥发性.大气PM1半挥发性的定量分析结果可为全面认识大气颗粒物的物化性质及污染机理提供数据,也有助于空气质量模型的完善.

南京市不同季节大气亚微米颗粒物化学组分在线观测研究

本研究利用Aerodyne气溶胶化学组分监测仪在典型冬季重污染(12月)和夏季(8月)时期分别对南京城市大气非难熔性亚微米细颗粒物(NR-PM1)进行连续在线观测.结果表明,NR-PM1的组分平均贡献为(8月,12月):有机物(51.8%,44%)、硝酸盐(12.8%,23%)、硫酸盐(20.9%,13%)、铵盐(14%,16.8%)、氯化物(0.5%,3.2%).硝酸盐和硫酸盐在8月和12月呈现不同的日变化,如硝酸盐在12月白天呈现增加趋势,表明白天光化学作用对硝酸盐形成起主导作用;12月高浓度的硫酸盐在较高相对湿度的夜间被观测到,而8月在午后出现峰值,这表明在12月和8月硫酸盐的形成可能分别被液相生成和气相光化学作用驱动.8月臭氧污染期间,硝酸盐通过非均相反应在夜间快速形成,日出后,SO_2-4和氧化态有机气溶胶(OOA)同时增加表明二次气溶胶的形成;12月霾污染期间,二次无机组分和具有较高氧化度的OOA逐渐增加.