冬季南京城区气溶胶化学组分和吸湿性观测

was ( 17. 57±9. 07) ( 26. 16 ± 11. 39) ( 13. 61 ± 6. 68) μg / m3 respectively, which was twice as much as ( 9. 62 ± 3. 58) ( 12. 12 ±
7. 51) ( 5. 78±3. 59) μg / m3 in non-haze period.
的平均吸湿增长因子从 1. 325±0. 03 降低到 1. 301± 0. 07。 特 殊 时 段 春 节 期 间 弱 吸 湿 组 粒 子 的 吸 湿 性 增 大,而 强 吸 湿 组
粒子的吸湿性减弱。
其中 110
nm
粒
径
段
粒
子
强
吸
湿
组
吸
湿
增
长
因
子
明
显
下
降
,
S
O
24
、
N
O
3
、
N
H
+ 4
的质量浓度也发生明显
子的吸湿性增大,而弱吸湿组的吸湿性减弱。 其中,40 nm 粒径段粒子强、弱吸湿增长因子分别为 1. 335± 0. 03 和 1. 054±
0. 008,80 nm 粒径段为 1. 348±0. 03 和 1. 053±0. 011,40 nm 较 80 nm 粒径段的粒子弱吸湿峰更为明显。 灰霾期间粒子的
吸湿增长因子分别为 1. 307±0. 08 和 1. 413±0. 07,非灰霾期间为 1. 230±0. 03 和 1. 300±0. 03。 冷锋过境时气溶胶弱吸湿
组谱分布没有明显的变化,强吸湿组谱分布明显向弱吸湿方向偏移,吸湿性减弱。 灰霾期间和整个观测期间 PM2. 5 的平
均质量浓度分别为( 87. 56±25. 87) ( 69. 31±28. 75) μg / m3 ,灰霾期间主要的二次气溶胶质量浓度占 PM2. 5 的 66% ,而粒子
Observation on the Chemical Composition and Hygroscopicity of Aerosols in Nanjing Urban Area in Winter QIU Jian1,2 ,TIAN Miaomiao1 ,WANG Chenbo2 ,ZHANG Ru3 ,CHEN Cheng2
TDMA) 结合在线气体组分及气溶胶监测系统( MARGA) 和相关气象数据对冬季南京城区气溶胶吸湿增长特性进行外场
观测研究。
结果表明:灰霾期间
SO
24
、NO
3
、
N
H
+ 4
的质量浓度分别为(17. 57± 9. 07) ( 26. 16± 11. 39) ( 13. 61± 6. 68) μg / m3 ,
The
mass
concentration
of
SO
24
,NO
3
and
N
H
+ 4
had
no
obvious
diurnal
change
and
kept
at
a
high
level.
The GF-
PDF was bimodal during the observation. As the particle size increased, the hygroscopicity of more-hygroscopic particles
growth factors ( GF) with chemical particulate composition monitor ( MARGA) and related meteorological data during wintertime
in urban region of Nanjing. The results were as follows: The mass concentration of sulphate,nitrate,and ammonium in haze period
第 37 卷 第 3 期 2021 年 6 月
increased,while the hygroscopicity of less-hygroscopic particles decreased. The peaks of less-hygroscopic particles were obvious than more-hygroscopic particles at 40nm. The GF of the more-hygroscopic and less-hygroscopic particles was 1. 335 ± 0. 03, 1. 054±0. 008 at 40 nm. The GF was 1. 348±0. 03,1. 053±0. 011 at 80nm. The GF of particles was 1. 307± 0. 08,1. 413± 0. 07 during the haze period,and was 1. 230±0. 03,1. 300±0. 03 during the non-haze period. There was no obvious change of the GFPDF of less-hygroscopic particles in the cold air. The GF-PDF of more-hygroscopic particles was towards the left,the particles was cleared by the cold air,the mass concentration of old particles decreased,the hygroscopicity of particles decreased. The mass concentration of PM2. 5 was ( 87. 56±25. 87) ( 69. 31±28. 75) μg / m3 during the haze and observation,the main secondary aerosol mass concentration accounted for 66% of PM2. 5 . The GF of particles decreased from 1. 325 ± 0. 03 to 1. 301 ± 0. 07. During the special period of the Spring Festival,the hygroscopicity of particles increased in less hygroscopic group and decreased in more hygroscopic group. The GF of more-hyroscopic particles at 110nm decreased obviously during the spring festival. The mass concentration of sulphate,nitrate,ammonium decreased obviously too,the change of hygroscopic growth factor was consistent with that of water-soluble chemical components. Keywords:aerosol;hygroscopicity;chemical composition;Nanjing;winter
收 稿 日 期 :2020 -03 -30 ;修 订 日 期 :2020 -10 -25 基金项目:江苏省环保科研课题“ 江苏省 PM2. 5 和臭氧污染协同控制重大专项” ( 2019023) 第一作者简介:邱 坚(1981-) ,男,江苏镇江人,学士,高级工程师。
94
中 国 环 境 监 测
下降,吸湿增长因子和水溶性化学组分的变化呈良好一致性。
关键词:气溶胶;吸湿性;化学组分;南京;冬季
中图分类号:X823 文献标志码:A 文章编号:1002-6002( 2021) 03- 0093- 10
DOI:10. 19316 / j. issn. 1002-6002. 2021. 03. 12
1. Zhenjiang Environmental Monitoring Center of Jiangsu Province,Zhenjiang 212009,China
2. Jiangsu Environmental Monitoring Center,Nanjing 210036,China
非灰霾期间为(9. 62±3. 58) (12. 12± 7. 51) ( 5. 78 ± 3. 59) μg / m3 ,前 者 是 后 者 的 2 倍。 水 溶 性 组 分 质 量 浓 度 大 小 依 次 为
NO
3
>
SO
24
>
N
H
+ 4
>
C
l
-
>
K+ >
Ca2+ >Na+ >
Mg2+ 。
其中
N
O
1. 江苏省镇江环境监测中心,江苏 镇江 212009 2. 江苏省环境监测中心,江苏 南京 210036 3. 南京信息工程大学,江苏 南京 210044
摘 要:大气气溶胶的吸湿特性改变了颗粒物的粒径、光学性质、云凝结核活性,进而对大气能见度、地面辐射强迫和人
体健康产生重要 影 响。 针 对 长 三 角 腹 地 城 市 南 京 重 污 染 天 气 频 发 现 象,笔 者 使 用 吸 湿 串 联 电 迁 移 差 分 分 析 仪 ( H-
of PM2. 5 ,followed by
SO
24
with
14% , and
NH
+ 4
with
8% .
The other water-soluble components ( Cl- , K+ , Ca2+ , Na+ , Mg2+ )
accounted for 5. 9%
approximately.
第 37 卷 第 3 期
2021 年 6 月
中 国 环 境 监 测 Environmental Monitoring in China
Vol. 37 No. 3
Jun. 2021
冬季南京城区气溶胶化学组分和吸湿性观测
邱 坚1,2 ,田苗苗1 ,王晨波2 ,张 茹3 ,陈 诚2
3
的贡献最大,占 PM2. 5
的
29% ,其次是
SO
24
占
14%
,
N
H
+ 4
占 8%。
其他水溶性组分( Cl- 、K+ 、Ca2+ 、Na+ 、Mg2+ ) 约占 PM2. 5
的 5. 9% 。
SO
24
、
N
O
3
、
N
H
+ 4
的质量浓度没有明显日变化且保持在较
高水平。 观测期间气溶胶的不同粒径段粒子吸湿增长因子概率密度分布( GF-PDF) 均呈双峰,随粒径增大,强吸湿组粒
近年来中国长三角城市群持续性污染天气频
发,引起广泛关注。 研究表明,大气亚微米细颗粒
3. Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044,China
Abstract:The hygroscopicity of aerosol particles change the particle sizes, optical properties, and cloud condensation nuclei
( CCN) activity of particulate matter,which in turn has an important impact on atmospheric visibility,ground radiation forcing and
hunman health. A Hygroscopic Tandem Differential Mobility Analyzer ( H-TDMA ) was deployed to measure the hygroscopic
The
mas
concenration
of
water-soluble
chemical
composition
was
NO
3
>
SO
24
>
NH
+ 4
>
Cl
-
>
K
+
>
C
a
2+
>
Na
+
>
M
g
2+
in
turn.
Among
then
,NO
3
hadtheFra biblioteklargest
contribution,accounting
for
29%