基于氮同位素的珠三角典型地区大气PM_(2.5)中NH_(4)^(+)来源解析

铵根离子(NH_(4)^(+))可促进颗粒形成和吸湿长大,是雾霾颗粒(PM_(2.5))的重要组分,但其源贡献尚不清楚。准确解析大气NH_(4)^(+)来源存在一定挑战。最近,基于NH_(4)^(+)氮同位素(δ^(15)N)的源解析方法被广泛应用到大气NH_(4)^(+)来源解析。以珠三角鹤山大气超级站为研究地点,开展为期1年的大气PM_(2.5)样品采集,选取了53个大气PM_(2.5)样品,在分析了水溶性离子、有机碳、元素碳和无机元素的基础上,测试了NH_(4)^(+)的δ^(15)N值。结果表明,鹤山站大气NH_(4)^(+)年均质量浓度为(3.39±2.21)μg·m^(−3),范围为0.07—10.9μg·m^(−3)。NH_(4)^(+)与阴离子物质的量比结果显示鹤山地区为富铵状态,且随机森林模型结果表明,NH_(4)^(+)对于鹤山地区PM_(2.5)的生成具有重要影响。大气颗粒物δ^(15)N-NH_(4)^(+)范围为−14.55‰—18.82‰,其中冬季δ^(15)N-NH_(4)^(+)变化最大(−13.27‰—18.82‰),夏季δ^(15)N-NH_(4)^(+)变化最小(−2.32‰—10.94‰)。贝叶斯源解析结果显示,农业源(畜牧和施肥)和非农业源(生物质燃烧、煤燃烧、机动车排放和废弃物)对大气NH3的年均贡献分别为36.26%和63.74%。在冬季重污染天时(2021年1月6日、1月12日和1月18日),NH_(4)^(+)浓度达全年峰值的同时,非农业源排放占比也达全年最高水平,最高达90.80%,其中机动车排放是非污染天的2—4倍,显示化石燃料燃烧是导致冬季污染事件的重要原因。基于同位素源解析方法所得非农业源NH3排放贡献约为源清单方法所得结果的7倍,源清单法可能严重低估了机动车等重要非农业源的排放贡献。为了进一步改善珠三角地区空气质量,需要重视非农业源NH3的排放。