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沙尘暴气溶胶粒子的粒径分布及细粒子的重要影响

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:表8-1还列出了沙尘暴当日各元素在PM 2.5中占TSP的百分比。在PM 2.5中,细粒子占总颗粒物的30%左右。表8-2和图8-2显示了沙尘暴气溶胶和元素Al与S的粒径分布。沙尘暴气溶胶以粗颗粒物为主,同时还含有相当数量的细颗粒物。沙尘暴中的细颗粒物在长距离的传输过程中,不仅输送大量的矿物元素,还携带了大量的污染物以及营养物质,到达远洋大气再进入海洋。表8-2沙尘暴气溶胶的粒径分布图8-2沙尘暴气溶胶的粒径分布;Al和S的粒径分布。

沙尘暴气溶胶粒子的粒径分布及细粒子的重要影响

表8-1还列出了沙尘暴当日各元素在PM 2.5中占TSP的百分比。在PM 2.5中,细粒子占总颗粒物的30%左右。PM 2.5中的污染元素Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As、S分别占TSP的47.2%、48.8%、65.7%、68.9%、45.2%、50.7%、65.3%,均大于45%。矿物气溶胶元素Al、Ca、Fe、Mg、Na、Ti、Mn、Sr、Sc、Co则分别占TSP的27.4%、37.1%、31.7%、27.7%、27.6%、27.1%、33.0%、35.9%、27.4%、31.1%,大多在30%左 右。表8-2和 图8-2显示了沙尘暴气溶胶和元素Al与S的粒径分布。粒径小于2.1μm的气溶胶,占总量的40.8%。沙尘暴气溶胶以粗颗粒物为主,同时还含有相当数量的细颗粒物。元素Al粒径[1]小于2.1μm,占总量的43%。矿物元素较多地分布在粗颗粒物中。从图8-2可以看出,元素Al的粒径分布和气溶胶质量的粒径分布非常类似,都在≥9.0μm出现最高峰值,在0~0.4μm处还有一单峰。污染元素S与Al和气溶胶的粒径分布明显不同,它的最高峰值出现在0~0.4μm,粒径<2.1μm占总量的58%,元素S更多地分布在细颗粒物中。细颗粒物为各种固-气异相反应提供了更多的反应界面,污染元素因此较多分布在细粒子中。细颗粒物在空气中滞留的时间较长,因而污染元素可随细粒子一起,传输到更远的地区。R.Arimoto等[30]经研究发现,气象条件不仅有利于亚洲沙尘输送到北太平洋地区,而且还导致了人为污染物的长途传输。Gao等[31]报道了中国陆地气溶胶中痕量元素和矿物质对黄海的大量输送。沙尘暴中的细颗粒物在长距离的传输过程中,不仅输送大量的矿物元素,还携带了大量的污染物以及营养物质,到达远洋大气再进入海洋。这必将对全球生物地球化学循环以及气候变化,产生深远的影响。

表8-2 沙尘暴气溶胶的粒径分布

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图8-2 (a)沙尘暴气溶胶的粒径分布;(b)Al和S的粒径分布(采集于2002年3月20日下午8:33至3月21日上午7:55)。(彩图见下载文件包,网址见14页脚注

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