發(fā)布時(shí)間：2018-01-16 21:28

  本文關(guān)鍵詞：中國近海至南大洋大氣NO_x及氣溶膠中金屬元素和PAHs分布特征及源解析　出處：《國家海洋局第一海洋研究所》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文針對南大洋海洋近地層大氣污染物分布特征及源解析的科學(xué)問題,于中國第32次南極科學(xué)考察(CHINARE)期間,采集中國近海至南大洋近地層海洋大氣氮氧化物(NO_x)和大氣氣溶膠顆粒物樣品,研究了海洋近地層大氣中氮氧化物,大氣氣溶膠顆粒物中多種金屬元素和16種多環(huán)芳烴(PAHs)的空間分布特征,并對其來源進(jìn)行解析。具體研究內(nèi)容如下:(1)采用Saltzman法對中國近海至南大洋海洋近地層大氣環(huán)境中氣態(tài)氮氧化物日平均濃度進(jìn)行測定。結(jié)果顯示:海洋大氣環(huán)境中氣態(tài)氮氧化物日平均濃度的變化范圍為0.001~0.046 mg/m~3,NO日平均濃度的變化范圍為0.001~0.036mg/m~3,NO2日平均濃度變化范圍為ND(未檢出)~0.015 mg/m~3。中國近海至南大洋海洋近地層大氣NO_x中NO占主要成分。南極圈外海洋近地層大氣NO_x分布特征顯示:離陸地越近,NO_x濃度越高,NO_2:NO值越大,反映出海陸差異及人為污染對海洋近地層大氣的影響。遠(yuǎn)離陸地的南大洋航段NO_x顯示較低的大洋背景值;南桑威奇群島的火山活動(dòng)導(dǎo)致附近海域高濃度的NO_x分布,西風(fēng)帶的阻隔導(dǎo)致該區(qū)域NO_x向周圍擴(kuò)散時(shí),難以穿越西風(fēng)帶,向南極大陸邊緣擴(kuò)散的趨勢更加強(qiáng)烈,影響大范圍南大洋近地層大氣NO_x濃度分布;人為活動(dòng)可能是南極半島和中山站附近海洋近地層大氣高濃度NO_x和高NO2:NO值的重要原因。(2)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)對南大洋大氣總懸浮顆粒物中16種金屬元素進(jìn)行測定。結(jié)果顯示:南大洋大氣氣溶膠中金屬元素平均濃度從大到小順序排列為:CaMgFeCrMn65 CuAs63 CuNiVCoCdAgMo。其中Mg和63 Cu之外,大洋中金屬元素均存在未檢出現(xiàn)象。Ca,Mg和Fe濃度較高,最高濃度分別為4208.9 ng/m~3、963.8 ng/m~3和91.8 ng/m~3,其余金屬元素含量較低,最大濃度在10-2~10之間。在全球范圍上,金屬元素在近岸地區(qū)濃度較大,遠(yuǎn)離內(nèi)陸及火山活動(dòng)的南大洋中含量最低。南桑威奇群島(28.00°W,60.56°S)常年的火山活動(dòng)導(dǎo)致該海域大氣氣溶膠中存在大量的火山源氣溶膠,對海洋近地層大氣氣溶膠中金屬元素的分布產(chǎn)生明顯影響,火山活動(dòng)產(chǎn)生Fe元素在南大洋年沉降通量約為2.7×109 g即2700 t,單位面積每年沉降通量為0.77mg/(m_2·a)。金屬元素富集因子法源解析結(jié)果顯示:西澳大利亞弗里曼特爾港海域氣溶膠金屬元素主要來源于人為源;南極半島和中山站海洋氣溶膠中金屬元素存在一定的人為源;其他南大洋海域氣溶膠金屬元素主要來源于自然源。(3)采用氣相色譜質(zhì)譜法(GC-MS)對南大洋近地層大氣總懸浮顆粒物中16種PAHs進(jìn)行測定。結(jié)果顯示:ΣPAHs總濃度在0.3021～4.4631 ng/m~3之間,相對于近海大氣氣溶膠PAHs污染物含量較低。在16種PAHs中五環(huán)化合物占南大洋近地層大氣氣溶膠中PAHs比例最大,三環(huán)化合物次之,六環(huán)化合物第三。PAHs比值法源解析結(jié)果顯示:海洋大氣氣溶膠中PAHs主要由海陸源化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染物擴(kuò)散至海洋引起的;南極圈內(nèi)海洋大氣受南極大陸人為活動(dòng)影響,但是可能受氣象條件清除作用影響較大。(4)本文首次觀測到南大洋南桑威奇群島(28.00°W,60.56°S)附近海域近地層大氣因火山活動(dòng)而排放的大氣污染物質(zhì),其中氮氧化物以南桑威奇群島為中心往南大洋擴(kuò)散,由于西風(fēng)帶等影響,被隔離在南大洋內(nèi)部,并且主要往南桑威奇群島西部南大洋海域擴(kuò)散。金屬在南桑威奇群島因火山活動(dòng)排放的地殼元素導(dǎo)致周圍海域金屬元素相對于南大洋海域異常升高。但是南大洋近地層大氣氣溶膠中PAH主要來源于外來的人為污染源,且南桑威奇群島火山活動(dòng)不產(chǎn)生PAHs,所以南桑威奇群島附近海域PAHs的含量沒有明顯的升高跡象。
[Abstract]:In this paper , the spatial distribution characteristics of nitrogen oxides ( NO _ x ) and atmospheric aerosol ( NO _ x ) in the near - sea - to - South - ocean near - sea surface of China were determined by Saltzman method . ( 2 ) Determination of 16 kinds of metallic elements in the atmospheric aerosol in the South Ocean by inductively coupled plasma mass spectrometry ( ICP - MS ) . The results show that the average concentration of metallic elements in the atmospheric aerosol in the Southern Ocean is from 0.3021 to 4.4631 ng / m3 , and the maximum concentration is 0.77mg / ( m _ 2 路 a ) . The results show that the total concentration of metallic elements in the Antarctic sea area is about 2.7 脳 109 g / m ~ 3 , 963.8 ng / m ~ 3 and 91.8 ng / m ~ 3 respectively .

【學(xué)位授予單位】：國家海洋局第一海洋研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X513

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1434904