2002年北京特大沙尘暴的理化特性及其组分来源分析

2002年3月北京发生了有历史记录以来最大的沙尘暴,总颗粒物浓度高达10.9mg·m-3,高出国家颗粒物污染标准54倍.主要地壳源元素Ca,Al,Fe,Mg,Na,Ti等高达平日的30~58倍.污染元素Zn,Cu,Pb,As,Cd,S比平时高出几倍至近十倍.其中Pb,As,Cd,S在PM2.5中富集系数分别高达12.7,29.6,43.5,28.4,这些污染物部分来自于沙尘暴长距离传输过程中矿物气溶胶与沿途污染源排放的污染气溶胶的混合.污染物增加的另一原因是沙尘暴入侵气团和北京当地污染气团之间的交汇叠加.沙尘暴中PM2.5细粒子占TSP的30%左右,污染物在PM2.5细粒子中的浓度占TSP总浓度的45%~69%.各种污染物在沙尘暴过后普遍增加,证明了沙尘暴带来的大量矿物气溶胶尤其是其中的细粒子有利于污染物的转化和积聚.在此次特大沙尘暴中再次检测出高浓度Fe(Ⅱ),为大气和海洋体系中的铁硫耦合反馈机制提供了新证据.污染物组分的成倍增加和Fe(Ⅱ)的增加,都说明了沙尘暴是影响全球生态环境变化的重要因素.