衡山大氣顆粒物及云霧化學元素特征研究.pdf

1、為了解我國南方地區(qū)大氣顆粒物和云霧水中痕量元素的區(qū)域背景濃度，探討大氣顆粒物與云霧水間的相互作用關系及污染物的跨界傳輸態(tài)勢，本研究選擇了衡山氣象觀測站作為采樣點，于2009年3月至5月間進行大氣顆粒物和云霧水中痕量元素的觀測與分析。觀測期間，共采集云霧水樣品192個，總懸浮顆粒物(TSP)樣品42個，分別采用IC-2500和ICP-MS對主要致酸因子SO42-和痕量元素(Fe、Al、Pb、Mn、As、Ba、Cu、Ni、Se、Cd、Sb、

2、Cr)濃度進行了測定。
　　 結果表明，衡山大氣顆粒物中Fe和Al元素的含量最高，兩者之和占所測元素總含量的比例超過80％，其它元素的含量較低，沙塵天氣對TSP及其Fe、Al、Mn、Ba、Ni、Cr元素濃度影響較大。Se、Cd、As等元素溶解度較高，顆粒相中的元素易于遷移到水相中，為生物吸收利用;反之，Fe、Al等元素難以溶解到水相中，元素活動性及生物有效性較低，大多存在于顆粒相中。我國南方大氣中TSP濃度低于北方地區(qū)，但相比于

3、國外發(fā)達國家顆粒物總體污染較嚴重。我國觀測站點（包括衡山、泰山、岱海）大氣顆粒物中As、Se兩種元素的濃度遠高于國外其它采樣點，污染較嚴重，應引起重視。
　　 衡山云霧水中痕量元素的濃度整體高于國外背景站點，污染較嚴重。整個觀測期間，云霧含水量的變化幅度較大，隨著云霧持續(xù)時間的延長，含水量基本呈現先升高再降低的趨勢，會對云霧水中痕量元素的濃度產生一定影響，總體上含水量越高，濃度越低。衡山云霧水較高的酸性會促進顆粒相中可溶態(tài)元素的

4、溶解，并可能使其中原本相對穩(wěn)定的碳酸鹽態(tài)、可氧化態(tài)與可還原態(tài)部分活動性增強，元素的生物可利用性提高，從而加重了云霧水中痕量元素的污染水平。
　　 受到各元素在云霧和氣溶膠中存在的化和形態(tài)，各化合物的溶解度，云霧水的酸度及顆粒物的粒徑等因素的影響，各元素在云霧和大氣顆粒物中呈現出不同的濃度分布特征。由于云霧水中的痕量元素主要來自氣溶膠的溶解，云霧初始樣品與云前氣溶膠的濃度間呈現良好的相關性。衡山云霧水中的SO42-主要來自氣溶膠的

5、溶解，液相氧化產生部分僅占19.2％。云霧水對大氣顆粒物中As、Pb、Cd三種元素清除的效率較高，更容易被清除，而Fe、Al、Ba、Sb四種元素難以被云霧水清除。大氣顆粒物中痕量元素的水溶性對云霧水清除效率有一定程度的影響，除此之外，清除效率還可能受到多種因素影響，包括各元素在顆粒相中的粒徑分布及云霧水的含水量、酸度等。
　　 通過對比分析中國各區(qū)域站點大氣顆粒物中痕量元素的濃度組成，可知我國東北-華北地區(qū)Fe、Al、Mn及As