沙尘暴对颗粒物化学组成的影响及其与空气污染和健康的关联

源区和传输路径是影响沙尘暴化学组成最重要的两个因素。庄国顺等以Ca/Al比值作为元素示踪体系来判断沙尘暴的来源。结果发现，来源于内蒙古中西部沙漠及黄土高原的传输路径可被看作是“污染”路径，沿此路径传输的沙尘颗粒物携带更多的污染元素。这些污染元素或者是来自土壤尘（如Zn），或者是沙尘与沿途污染颗粒物的混合（如As和Pb），或者来自北京本地的“污染”扬尘（如As和Pb）或者沙尘颗粒表面的反应产物。相反，从蒙古戈壁滩和内蒙古北部沙地传输到北京的沙尘颗粒物中污染元素较少，是相对“清洁”的路径。

北京沙尘暴颗粒物存在盐湖盐渍土源的现象也说明沙尘暴传输路径对其化学组成有影响。对北京沙尘暴颗粒物化学成分进行分析：单颗粒物分析发现，S和Cl是一对呈显著正相关的元素；X-射线光电子谱仪（XPS）电子能谱分析发现S和Na同时在颗粒物表面富集；离子分析表明和Cl-成线性相关。颗粒同时含有S、Cl和Na，且S和Cl显著正相关，Na相对富集，表明这些颗粒来自沙尘暴途中所经过的干盐湖盐渍土地区。因此，北京沙尘暴颗粒物不仅来自于其源头沙漠，其所经过的包括干盐湖盐渍土的大范围干旱、半干旱地区的表层土也是其主要来源之一。(www.xing528.com)

最近有文献提出一种新的元素示踪法，用于估算和区分北京大气颗粒物污染的主要组成矿物颗粒物的外来源和本地源。通过采集、分析具有代表性的、可覆盖全北京所有地区的大量颗粒物、地面扬尘以及外来源代表地区内蒙古多伦等地的表层土，发现颗粒物中元素比值Mg/Al是区分北京地区矿物颗粒物本地源与外来源的最佳元素示踪体系。根据元素示踪法，首次估算出北京地区矿物颗粒物中本地源与外来源的相对贡献量。春季外来源占TSP的38%～86%，占PM10的52%～90%，占PM2.5的59%～93%；冬季外来源占TSP的52%～83%，占PM10的52%～93%，占PM2.5的7%～79%；而在夏季和秋季，外来源仅占约20%。冬春季外来源对北京矿物颗粒物的贡献明显高于夏季，沙尘暴发生期间外来源贡献最高达97%，成为北京大气颗粒物的主要来源。