Si、Al、Fe和Ti等元素,常作为地壳物质的参比元素,其中Al是最常用的参比元素。在北京监测的TSP中,Al的质量百分比在PⅠ中为6.8%,与其在SⅠ的气溶胶中所占比例7%[7]很接近;而在PⅡ中为4.5%,远低于7%,却与Al在SⅡ土壤中的背景含量4.0%~5.7%[15]以及北京3、4月非沙尘暴期间TSP中Al的质量百分比3.9%较为接近。这些结果,在一定程度上佐证了上面对沙尘来源的分析结果,即PⅠ中的沙尘主要来自SⅠ,而PⅡ中的沙尘主要来自SⅡ。
一些主要矿物元素如Fe、Mg、Sc和Ca等的比例,常用来确定沙尘气溶胶的源区[14]。Fe、Mg、Ca、Na与Al的比例,在PⅠ和PⅡ中分别为0.5、0.24、1.04、0.23和0.72、0.18、1.15、0.25。Fe/Al比值在中国北部沙漠高粉尘区的土壤中为0.65,在北部沙漠低粉尘区为0.44[14],而在多伦表层土壤中为0.9。Fe/Al在PⅠ中为0.5,介于北部沙漠高粉尘和低粉尘源区之间;而在PⅡ中为0.72,介于北部沙漠高粉尘区和多伦之间。这说明,PⅠ中的沙尘主要来自SⅠ,并且混合了一定量来自SⅡ的沙尘;而PⅡ中的沙尘主要来自SⅡ,其Fe/Al的比率较高,并且混合了PⅠ中沉降的沙尘。Mg/Al比值也被用来作为确定沙尘不同源区的一个指示因子[14,16]。TSP中Mg/Al在PⅠ和PⅡ中分别为0.24和0.18。对比中国北方典型地区土壤和气溶胶中Mg/Al的比值(表58-1)可以发现,SⅠ内Mg/Al的变化范围为0.16~0.32,而在SⅡ内为0.12~0.23。平均而言,SⅠ内的比值明显高于SⅡ内的比值。PⅠ中Mg与Al的比值0.24与SⅠ内的平均值0.26(标准偏差0.07)非常接近;而在PⅡ中,两者的比值0.18与SⅡ内的平均值0.17(标准偏差0.04)更为接近。这些结果进一步证明,PⅠ中的沙尘主要来自SⅠ内的戈壁沙漠和部分黄土地区,而PⅡ中的沙尘主要来自北京西北部的SⅡ。
表58-1 中国北方典型地区土壤和气溶胶中Mg/Al的比值
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