Characteristics of Mass Size Distributions of Water-Soluble Inorganic Ions During Summer and Winter Haze Days of Beijing
北京夏冬季霾天气下气溶胶水溶性离子粒径分布特征

为研究北京夏、冬季霾粒子中水溶性离子的粒径谱分布,并进一步分析其来源及形成机制,于2009年夏季和冬季利用惯性撞击式8级采样器(Andersen)和石英微量振荡天平(TEOM)对北京城区大气气溶胶分别进行了为期2周的连续采样和监测,并用离子色谱(IC)对气溶胶中的水溶性离子进行了分析. 结果表明,夏季霾天PM10和PM2.5的质量浓度分别为(245.5±8.4)μg·m-3和(120.2±2.0)μg·m-3,冬季霾天对应的数值分别为(384.2±30.2)μg·m-3和(252.7±47.1)μg·m-3,无论夏季还是冬季,霾天大气细粒子污染均十分严重. 细粒子中总水溶性离子(TWSS)的浓度霾天远高于对照天,其中霾天浓度上升较快的是SO42-、NO3-和NH4+,二次无机离子 对霾天气的形成过程扮演重要作用. 除NO3-外,其余7种水溶性离子夏、冬季霾天粒径谱分布一致,即,SO42-、NH4+主要分布于PM1.0以下的细粒子模态,Mg2+、Ca2+主要分布于PM2.5以上的粗粒子模态,Na+、Cl-和K+呈双模态分布; 夏季霾天NO3-呈双模态分布,而冬季则主要分布于细粒子中. 夏季霾天SO42-的平均质量中值粒径(MMAD)为0.64 μm,SO42-主要来自远程SO2的云内反应,并且SO2表观转化率(SOR)高于对照天,使得霾天光化学反应生成的细粒子远远高于对照天气过程; 冬季霾天SO42-的MMAD增至0.89 μm,冬季因局地SO2排放并被非均相化学反应过程氧化为SO42-亦为北京大气细粒子的重要来源. 夏、冬季霾天 NO3-的 MMAD分别为 2.85 μm和 0.80 μm,受到温度的影响, NO3-夏、冬季节分别以硝酸钙和硝酸铵的形式存在于粗、细粒子中.