华北农村大气PM_(2.5)中水溶性物质化学组成、吸湿性能及光学特征

2013年6月10—25日在河北保定市固城镇运用大流量采样器进行每3小时1次PM_(2.5)样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性有机氮(WSON)、水溶性总氮(WSTN)、吸湿增长因子、吸光度以及无机离子分析,探讨其浓度、组成、吸湿性能与吸光性的变化特征。结果表明:采样期间固城镇PM_(2.5)中WSON平均浓度为5.0±4.0μg?m^(-3),最高浓度达15μg?m^(-3);污染期WSON为6.9±3.9μg?m^(-3),是清洁期的四倍。整个采样期间WSON与、和呈强线性相关(R^2>0.89),污染天阳阴离子当量比值F=1.01,清洁天F=1.45,表明污染期颗粒物酸性增强有利于气态有机胺等WSON通过酸碱中和转移到颗粒相。不同相对湿度下水溶性组分的吸湿增长因子(Gf)测量结果显示:[WSOC+WSON]/离子的比值越大,吸湿增长因子越小,表明与无机离子相比,水溶性有机物吸湿性能较低。固城夏季大气PM_(2.5)中WSOC在365 nm波长下质量吸收效率(MAE)均值为0.52 m^2?g^(-1),表明WSOC对PM_(2.5)整体消光效应具有重要贡献。

PM_(2.5)中水溶性有机物吸光特性的模拟研究

研究建立了超声雾化器与光声光谱仪,扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪联用的分析系统,将深圳市2011年夏季采集的PM2.5膜样品提取液雾化发生气溶胶,使之进入光声光谱仪检测其吸光强度以研究气溶胶中水溶性有机物(WSOM)的吸光特征.结果表明:观测期间PM2.5中WSOM平均质量浓度为(4.3±2.3)μg/m3,分别占PM2.5和OM质量浓度的11.9%±4.8%和49.2%±18.5%.WSOM在405,532,781nm波长下的质量吸收效率值(MAE)分别为(0.55±0.31),(0.54±0.31),(0.21±0.13)m2/g.经计算所得:深圳市夏季大气PM2.5中WSOM在405,532,781nm波长下的平均吸收系数分别为(2.30±1.08),(2.25±1.26),(0.86±0.45)Mm-1,对应的WSOM对大气PM2.5整体吸光效应的贡献率分别为7.6%,10.6%和5.8%,说明WSOM对PM2.5整体吸光效应的贡献不容忽视,有机气溶胶在大气灰霾中的能见度损害作用值得进一步深入研究.