矿物气溶胶是来自地壳源的气溶胶,是大气颗粒物的重要组分之一。元素Al是矿物气溶胶的主要成分,常作为地壳源的参比元素。通过元素Al在地壳中的平均丰度(8%)[17],可粗略估算矿物气溶胶的浓度(C矿物),即C矿物=C Al/8%[18-20]。表60-1列出了北京不同季节TSP和PM 2.5中矿物气溶胶的平均浓度和百分含量。图60-1显示了北京TSP和PM 2.5中矿物气溶胶浓度的季节变化。春季和冬季矿物气溶胶的浓度高于夏季。例如,2002年春季3月份TSP中矿物气溶胶的平均浓度为1 038μg·m-3,比夏季74μg·m-3高出14倍;而冬季矿物气溶胶的浓度为142μg·m-3,也比夏季高出近1倍。由于春季和冬季气候干燥,地表裸露,又经常有冷气团入侵,而在夏季降雨量相对较多,地表植被覆盖又好,因此在春季沙尘暴期间,矿物气溶胶的浓度急剧增加。如2002年3月20—22日,矿物气溶胶的平均浓度为1 717μg·m-3,比夏季高出23倍;矿物气溶胶占气溶胶质量浓度的百分比,也由平日的大约30%上升到74%。矿物气溶胶在细粒子中的含量较TSP小,常日约为15%;沙尘暴期间的矿物气溶胶含量骤增为90%,其浓度由夏季的7.0μg·m-3到沙尘暴期间的442μg·m-3,增加了近66倍。北京矿物气溶胶强烈的季节变化,显示了外来源对北京大气颗粒物污染的显著贡献。这些外地沙尘入侵北京后,又混合、夹杂并携带着北京局地产生的大量污染物气溶胶,继续传输到遥远的北太平洋地区,从而对全球生物地球化学循环产生重要的影响。
表60-1 不同季节北京气溶胶中矿物气溶胶的浓度和含量(括号内为标准偏差)
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图60-1 北京TSP和PM2.5中矿物气溶胶浓度的季节变化(彩图见下载文件包,网址见14页脚注)
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