多伦和榆林：大气气溶胶与雾霾新探讨

多伦和榆林分别位于图9-2中的区域Ⅲ和区域Ⅱ。它们均属于沙漠边沿区，一个濒临浑善达克沙地，一个位于毛乌素沙地边缘，因此它们受沙尘的影响最大也最直接。图9-4给出了多伦和榆林两地沙尘暴和非沙尘暴化学组分的比较。与图9-3比较可以看到，沙尘对多伦和榆林两地气溶胶矿物组分的影响，明显大于北京。其中，多伦DS2期间矿物元素的浓度是非沙尘期间的7～15倍，元素Fe更是高达25倍；矿物离子也是非沙尘期间的5倍左右。DS2期间TSP中污染元素的浓度，比非沙尘期间增加5～10倍，SO24-、F-和Cl-的浓度，在沙尘和非沙尘期间基本上没有什么变化，NH 4+和NO 3-的浓度反而有所下降；PM 2.5中污染元素的浓度，比非沙尘期间增加2～3倍；F-、Cl-、SO 24-、NO 3-也均增加4倍左右。与DS2相比，DS1的影响强度较小，其间组分浓度一般为非沙尘期间的2～3倍。另外，我们还注意到，在多伦，沙尘对TSP中污染组分浓度的影响，要显著大于对PM 2.5中污染组分的影响；而对于其他组分，TSP和PM 2.5没有明显差异。一般说来，来自人为污染源的污染组分，易富集于细颗粒物中；而来自地壳源的部分，通常集中在粗颗粒中。在多伦沙尘期间，TSP中污染组分的变化，比PM 2.5更加敏感，说明这些污染元素在沙尘期间可能来自沙尘源区。DS1和DS2的区别，也再次说明不同的沙尘暴对大气颗粒物的化学组成的影响有显著不同。

图9-4　多伦和榆林两地TSP和PM 2.5中化学组分在沙尘暴和非沙尘暴期间的浓度比（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）(www.xing528.com)

与多伦相比，榆林显得更为清晰。在DS1期间，TSP中的矿物组分比非沙尘期间高出4～7倍，污染组分约为2～3倍；Cu稍高，接近6倍；矿物离子和二次离子也在2～4倍之间。PM 2.5中沙尘对化学组分的影响比较均匀，基本上约为2～3倍；沙尘期间的二次离子浓度低于非沙尘期间。DS2的情形类似于DS1，不过DS2对化学组分的影响要大于DS1。DS2区别于DS1的另外一个特点是，沙尘对TSP中污染元素As、Zn、Pb和Cu的影响显著大于PM 2.5。综合以上变化，可以得到以下结论。①在源区，沙尘对粗颗粒物中矿物组分的影响，显著大于细颗粒物。②沙尘对TSP和PM 2.5中污染元素的影响不同，说明在颗粒物中，不同粒径范围内的污染元素有不同来源，或者来自沙尘源区，或者来自沙尘与本地污染源的混合，也可能来自与沿途污染物的混合。③矿物离子在沙尘期间增加的倍数，要小于矿物元素，说明沙尘中包含更多的是不溶性组分。④沙尘对二次离子的影响较为复杂，一方面沙尘本身可能是二次离子的一个重要来源，另一方面沙尘会对二次离子产生稀释效应，也可能会引起表面反应而使重力沉降更易于发生。