【摘 要】
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云微物理特性和气溶胶对云的影响在气候变化中起着关键作用,因此了解气溶胶与云雾的化学特性尤为重要。本文基于2009年和2011年在黄山进行的云雾与气溶胶采样与监测数据,分析
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云微物理特性和气溶胶对云的影响在气候变化中起着关键作用,因此了解气溶胶与云雾的化学特性尤为重要。本文基于2009年和2011年在黄山进行的云雾与气溶胶采样与监测数据,分析了黄山顶气溶胶水溶性离子成分的粒径分布、随高度的变化特征及来源,以及黄山云雾水化学组分特征,同时探讨了云雾对气溶胶的湿清除作用。资料分析表明,黄山顶大气气溶胶质量浓度谱表现为单峰分布,峰值区间位于0.32-0.56μm。PM10和PMl.8平均质量浓度分别为42.0μg/m3和32.6μg/m3,细颗粒物占主导地位。主要组分NH4和SO42-都为单峰型,峰值区间为0.18-0.56μm。N03-离子浓度的粒径分布主要表现为双峰型。黄山地区大气气溶胶中无机成分含量随高度呈显著递减趋势,山底、山腰、山顶的PM2.1总离子浓度分别为13.32、10.94和9.97μg·m-3。气溶胶中主要的阳离子和阴离子分别为NH4+和SO42-,主要离子的从高到低浓度依次为SO42-、NH4+、 Ca2+、NO3-。细粒子(粒径<2.1μm)中SO42-与NH4+浓度随高度增加递减显著,K+、Na+、Cl-、Mg2+随高度的增加也呈递减趋势,而Ca2+、NO3-和C2042-浓度随高度的变化较为复杂。粗粒子中含量最高的阳离子和阴离子分别为Ca2+、NP3-,各离子种类随高度的变化情况复杂。山顶的云雾过程会增大粗粒中S042-与NH4+的浓度。黄山气溶胶离子浓度介于西部较清洁地区与东部污染地区之间,在一定程度上受周边地区人为污染的影响。但黄山大气气溶胶酸碱度基本平衡,长江三角洲地区对黄山气溶胶酸碱性的影响不明显。3个采样点NH4+与SO42-的相关性均高达0.98,计算表明NH4+与S042-主要以结合成(NH4)2SO4和少量的NH4HSO4而存在于颗粒物中。个例分析显示,北方气团与西南气团中PM2.1离子浓度差异明显。由于途径重污染排放区,北方气团细粒子离子浓度普遍较高。黄山云雾水呈酸性,pH值在3.27～6.83之间变化,云雾水样品电导率较低,09年样品电导率为91.8μs/cm,2011年样品电导率为62.53μs/cm。黄山云雾水离子组分以SO42-、NH4+、Ca2+、NO3-、Na+、Cl-为主,占总离子浓度的85%,其他离子成分所占比例较小。与气溶胶组分一样,云雾中主要的阴离子SO42-,主要的阳离子为NH4+,两种离子之和占总离子浓度45%以上。后向轨迹显示,影响气团主要来源于海洋和周边地区,不同云雾过程中污染源与海洋源的贡献率不同。云雾微物理特征参量与气溶胶在云雾中的变化错综复杂。个例分析显示,云雾演变过程中云微物理参量等表现出不均匀性,云雾水离子浓度与云雾含水量的等微物理参数存在一定的关系。计算分析显示,黄山云雾对PM1中SO42-的清除效率在26%～61%之间,云雾滴粒径较大的云雾过程对SO42-的清除效率较高。
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