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大气气溶胶和雾霾:青岛与上海的对比

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:青岛和上海位于图9-2中的区域Ⅴ,属于沿海区域。青岛是沙尘的常经之地,而上海受沙尘的影响较小,这一点也可以从图9-5中青岛和上海两地TSP和PM 2.5中的化学组分,在沙尘暴和非沙尘暴期间的浓度比看出。图9-6显示了青岛3月10和30日两天的后向轨迹图。

大气气溶胶和雾霾:青岛与上海的对比

青岛上海位于图9-2中的区域Ⅴ,属于沿海区域。青岛是沙尘的常经之地,而上海受沙尘的影响较小,这一点也可以从图9-5中青岛和上海两地TSP和PM 2.5中的化学组分,在沙尘暴和非沙尘暴期间的浓度比看出。DS1较DS2对青岛大气化学组分浓度的影响要大。DS1期间,TSP中矿物元素浓度较非沙尘暴期间增加4~8倍,而在PM 2.5中则为4~12倍;矿物离子则比非沙尘期间浓度提高2~4倍;污染元素浓度基本上与非沙尘期间持平,As和Cu偏高一些;二次离子浓度在DS1期间普遍降低。与DS1比较,DS2对青岛TSP和PM 2.5中化学组分的影响较小,其中矿物元素增加2~4倍;矿物离子基本未受影响;污染元素和二次离子则均下降。在DS1期间,沙尘对PM 2.5中矿物组分的影响,显著高于TSP。这再次说明,沙尘对远离源区的城市大气细颗粒物的影响,较粗颗粒物更为重要。沙尘暴的来源、传输路径、强度,都可能是造成不同沙尘暴期间大气化学组成差异的原因。图9-6显示了青岛3月10和30日两天的后向轨迹图。由此图可以看出,DS1和DS2的来源不同,所经过的地区也不一样。DS1主要起源于塔克拉玛干沙漠地带,并沿着西路进行传输;而DS2主要起源于中蒙边境的戈壁,并沿着西北路进行传输。西路较西北路而言,污染要相对严重,因此当这2次沙尘暴传输到青岛时,它们的化学组成成分呈现出明显的差异。通过比较DS1/DS2的比值,发现DS1期间TSP中的化学组分浓度,约为DS2的1~2倍之间;但对于细颗粒物PM 2.5来说,无论矿物元素、污染元素,还是二次离子,DS1均显著高于DS2,如Zn为4.4倍,Pb为6.1倍,SO 2-4和NO-3分别为4.5和7.5倍,矿物元素基本上为3倍左右。DS1沿西路传输,途经中国的许多煤矿区、重工业区以及重污染城市区,必然会与这些地区排放的大量污染物混合并互相作用。沙尘混合了这些污染物后继续前行,最后到达青岛,进而与青岛的大气相混合。目前我们没能定量区分DS1中来自途中与来自本地的污染组分,但可以肯定的是,DS1携带了比DS2高几倍的污染元素。

图9-5 青岛和上海两地TSP和PM2.5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)

上海位于长江三角洲地区,位置偏南,受沙尘影响较小。图9-5显示了在DS1和DS2期间,上海TSP和PM 2.5中化学组分的浓度,均未超过非沙尘期间浓度的4倍。与前面的讨论类似,DS1对细颗粒物中化学组分的影响,要显著大于粗颗粒物。在DS1期间,PM 2.5中几乎所有化学组分的浓度均增加,而TSP中的离子组分均有所降低。DS2与DS1不同,几乎所有矿物元素的浓度均有所增加,而污染元素和离子组分则相对降低,说明DS2主要是对污染物起到清除作用;而DS1则与之相反,增加了大气颗粒物中的污染成分。

综上所述,通过比较沙尘和非沙尘期间化学组分的差异,我们可以得到以下结论。①沙尘对源区城市影响最大,且其影响随着传输距离的增加而减弱,即榆林多伦>北师大、密云>青岛、上海。②在源区,沙尘对粗颗粒物的化学组分影响大于细颗粒物,而在远离源区的城市,随着粗颗粒物在传输过程中的沉降,沙尘对细颗粒物中化学组分影响,显著于粗颗粒物。③沙尘对矿物元素的影响比较单一,即浓度增加;而对污染元素的影响则相对复杂,一方面混合了沿途大量的污染物,并携带到下游地区,另一方面也对污染物产生清除作用。沙尘期间污染元素浓度的高低,取决于这2个作用的相对强弱。④不同的沙尘暴,由于来源和传输路径的不同,对城市大气颗粒物中化学组分的影响,也有明显的差别。

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