秋收季节稻草燃烧粒子大气脱水醣类成分与粒径分布研究

以台湾中南部水稻作物区域为目标，探讨秋收稻草燃烧烟尘大气脱水醣类粒径分布成分特征；以改良离子层析仪解析3种大气悬浮粒子（PM2.5、PM10、总悬浮颗粒（TSP））大气脱水醣类成分浓度（左旋葡萄糖、甘露聚糖）与粒径分布，并探讨稻草燃烧对大气粒子的贡献率。结果显示，稻草燃烧期间大气（乡村，市郊）两种粒子（PM2.5与TSP）左旋葡萄糖浓度均大幅上升，两种粒子收成燃烧期间较非收成季节升高约5．5倍（较收成季节背景PM25与总悬浮颗粒分别高1．21倍与1．40倍）严重影响区域空气质量。市郊含左旋葡萄糖粒子分布以PM2.5细微粒为主（占TSP 81％以上）；乡村左旋葡萄糖粒径分布较广，PM2.5粒子占TSP56％左右，粗大粒子（PM〉10）占总悬浮颗粒的35％。此外，结果显示稻草生物质燃烧对区域PM2.5粒子平均贡献率为12％，市郊稍高于乡村（乡村、市郊平均贡献率分别为10．5％、13．0％），显现稻草生物质燃烧对台湾中南部空气质量有严重影响。

气团来源和云雾过程对华南高山背景区亚微米气溶胶数谱分布的影响

在南岭国家大气背景站(南岭站,海拔1690m)采用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对亚微米气溶胶的数浓度及粒径谱分布进行了观测.结合同期常规污染和气象数据,分析了不同来源气团与气象条件下气溶胶数谱分布的特征,探讨了典型云雾天气条件下气溶胶数浓度及谱分布的变化规律.研究结果表明:观测期间南岭站气溶胶的平均数浓度为1.14×10^(3)个/cm^(3),低于国内外大多数高山背景站,云雾天气多是造成南岭站气溶胶数浓度低的重要原因;气溶胶主要以爱根核模态和积聚模态为主,二者占总数浓度超过95%;气溶胶数浓度呈现下午高于上午的规律,峰值出现在下午14:00时左右.在途径珠三角的南部气团(占比66.2%)和途径湖南地区的北部气团(占比33.8%)影响下的气溶胶数谱分布均为双峰模态,但南部气团影响下的气溶胶数浓度约是北部气团(7.9×10^(2)个/cm^(3))影响下的2倍,且40~300nm粒径段的粒子数浓度明显升高.云雾时段的核模态和积聚模态气溶胶数浓度明显低于非云雾时段,总气溶胶数浓度下降幅度可达80%,说明云雾对气溶胶具有明显的清除作用;云雾发展过程中,气溶胶数浓度粒径分布变化规律呈现双峰型-单峰型-双峰型,谱宽不断收窄,且峰值粒径逐渐减小.

彭佳屿岛春季TSP中痕量金属组成及其来源解析

通过大气环流向海洋大气边界层传输的人为源和陆源物质,明显改变了海洋气溶胶中痕量金属的组成.但基于开阔海域岛屿连续观测研究海洋气溶胶中痕量金属元素组成及其来源的研究较少.2010年3—5月在我国台湾北部东海海域彭佳屿岛采集了60个TSP(总悬浮颗粒物)样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了19种痕量金属(Al、Fe、Ti、Y、Mn、Ba、Sr、Co、Cr、V、Ni、Tl、Zn、Sn、Pb、As、Cd、Sb、Se)的质量浓度.基于TSP中Al浓度、气团后向轨迹分析和美国国家宇航局CALIPSO卫星星载激光雷达扫描图像,将采集的TSP分为非沙尘TSP(不受沙尘影响的TSP)和沙尘TSP(受沙尘影响的TSP).沙尘TSP中所有痕量金属的浓度都高于非沙尘TSP,表明沙尘对彭佳屿岛TSP中痕量金属有贡献.结合富集因子、相关性分析和PMF模型研究结果表明,彭佳屿岛春季非沙尘TSP中Al、Fe、Ti和Y主要来源于地壳矿物,Mn、Ba、Sr、Co和Cr同时受地壳矿物和人为源的影响;沙尘TSP中Al、Fe、Ti、Y、Mn、Ba、Sr、Co和Cr主要来源于地壳矿物.V和Ni在彭佳屿岛春季非沙尘TSP中主要来源于燃料油燃烧,而在沙尘TSP中同时受燃料油燃烧和地壳矿物的影响.非沙尘TSP和沙尘TSP中,Tl、Zn、As、Sn、Pb、Cd、Sb和Se的来源相似.Tl主要源于交通和煤燃烧,Zn、Sn、Pb、Cd和Sb同时来源于交通、煤和燃料油燃烧,As主要来源于煤燃烧,Se则主要来源于煤和燃料油燃烧.研究显示,人为源释放到大气中的Tl、Zn、As、Sn、Pb、Cd、Sb和Se可以通过大气环流长距离传输至开阔海域.

台湾河流沉积物的黏土矿物组成特征与物质来源

台湾岛位于欧亚板块与菲律宾板块的碰撞地带,活跃的构造活动和丰富的降雨量以及其独特的地理位置造就了它在大陆边缘和"源到汇"研究中的重要地位,每年通过河流注入到周边海域的沉积物多达数亿吨,成为周边海域重要的物质来源,也成为沉积物"源到汇"系统研究的天然实验室.对台湾东部、西部12条代表性河流沉积物的黏土矿物分析结果显示,台湾西北部淡水河黏土矿物组成以伊利石(73%)和绿泥石(24%)为主,含有少量高岭石(3%),不含蒙脱石;台湾西部浊水溪沉积物中黏土矿物由伊利石(75%)和绿泥石(25%)组成;台湾西南部高屏溪黏土矿物主要由伊利石(75%)和绿泥石(23%)组成,含有少量高岭石(2%),不含蒙脱石.台湾东部河流沉积物与西部河流相比具有不同的黏土矿物组成,其中花莲溪沉积物中绿泥石平均含量高达48%,是台湾所有河流中绿泥石含量最高值.与大陆河流对比,台湾河流具有明显不同的黏土矿物组合特征.台湾河流中几乎不含蒙脱石,高岭石含量也较低.台湾河流沉积物中的黏土矿物组成特征主要与流域内岩石类型和物理、化学风化强度有关,广泛出露的第三纪沉积岩,尤其是砂岩、页岩、板岩等在经过强烈的物理风化作用后形成丰富的伊利石与绿泥石.由于台湾雨量充沛,地形陡峻,使得这些黏土矿物被河流快速搬运至出海口,并进一步随海流和波浪作用向其他海区扩散.

珠江三角洲夏季臭氧区域污染及其控制因素分析

2006年夏季,在珠江三角洲(简称珠三角)开展了一次大型野外综合空气质量观测实验.实验包括了珠三角现有的环境监测网络和两个额外设置的超级观测站.本文基于环境监测网络的观测结果对区域臭氧污染状况和污染过程进行了分析,对各站点所记录的气团光化学属性进行了诊断.结果发现,两个超级站点分别对应着污染城市地区和下风向远郊区的光化学条件,它们较好地覆盖了区域尺度上主要的臭氧高值区.使用基于观测的模型对超级站上臭氧的光化学产生过程及臭氧控制区进行了分析.结果显示,第一,模式中的醛类化学和缺失的HONO化学对于臭氧光化学产生具有重要影响;第二,在城市地区,臭氧的光化学产生速率主要受人为源排放碳氢化合物控制;而在城市远郊区,臭氧的光化学产生速率主要受NO控制;第三,重要的人为源排放的碳氢化合物是烯烃和芳香烃.使用O′x和NOz的回归结果对臭氧产生效率进行了估算,发现城市和郊区的数值存在显著差异(分别为2.1和7.8),这从侧面支持了模型对于城市和郊区臭氧控制区属性的判断.