沙尘暴期西安大气颗粒物化学组成及吸湿性能小时变化特征

于2013年3月9—12日沙尘暴时期,在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次TSP样品采集,对其进行有机碳（OC）、元素碳（EC）、无机离子及吸湿性能分析,同时利用ECOTECH公司EC系列气体监测仪,在线监测NOx、SO2及O3等污染气体,研究沙尘暴期间城市大气颗粒物化学演化特征,探讨硫酸盐、硝酸盐、铵盐及钠盐等主要无机盐的来源、形成机制及其对颗粒物吸湿性能的影响。结果显示:此次沙尘暴期间有两次沙尘峰值过境西安,TSP小时浓度最高分别达到7527μg·m-3和3200μg·m-3,同期SO42-分别为180μg·m-3和38μg·m-3。沙尘暴初入西安时NO3-与NH4+浓度较低,其后,二者以1:1的摩尔比同步渐增,至沙尘过后第48小时（即非沙尘期）达最大值(分别为34μg·m-3和8.7μg·m-3)。整个观测期间,SO42-均与Ca2+、Na+等强线性相关,沙尘期SO42-、Cl-与Na+的相关系数大于0.95,NH4+与NO3-的相关系数沙尘期为0.78。除O3外,CO、NOx、SO2等污染气体的浓度变化趋势均是在沙尘过境后逐渐升高。在沙尘期间Na+离子主要是以NaCl和Na2SO4的形式存在。而在整个观测期,SO42-和Cl-主要以NaCl、Na2SO4和CaSO4的形式存在,其来源是戈壁上的干涸湖泊中的岩盐、芒硝、石膏和钙芒硝等矿物;但NH4+和NO3-主要来源于沙尘颗粒表面的非均相反应,并以NH4NO3的形式存在。由于TSP样品水溶性组分中大部分是无机离子,因此样品水溶性组分显示出了一定的吸湿性,整个观测期其吸湿增长因子变化范围为1.27～1.44。