冬季青島不同氣團來源氣溶膠中磷濃度及溶解度
發(fā)布時間：2020-12-31 08:40
分析了2017-11～2018-01在青島采集的氣溶膠樣品中總磷（TP）、溶解態(tài)總磷（DTP）、溶解態(tài)無機磷（DIP）和溶解態(tài)有機磷（DOP）濃度,討論了來自北方快速移動的干冷氣團（NS）和局地停滯性暖濕氣團（LS）中氣溶膠P濃度和溶解度的差異及其原因.TP濃度在NS和LS氣溶膠中分別為（137.3±49.3）ng/m3和（115.8±45.8）ng/m3,DTP對TP的貢獻（即P溶解度）分別為（20.7±5.6）%和（45.9±15.7）%.DTP中以DIP為主,其貢獻在NS和LS氣溶膠中分別為65.6%和55.3%.NS氣溶膠中人為源P對TP的貢獻為69%,略低于LS氣溶膠中的72%.LS氣溶膠中較高的酸化程度和相對濕度（RH）以及較慢的氣團傳輸速率是其P溶解度顯著高于NS氣溶膠的原因.RH<60%時,無論酸化程度高低,P溶解度不超過30%;RH>60%時,酸化條件下,高的相對濕度和低的氣團傳輸速率有利于顯著提升P溶解度.因此,日趨嚴重的大氣污染可能提高了我國近海大氣生物可利用P的入海通量.
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
來源不同的氣團中氣溶膠P的濃度和溶解度
研究還發(fā)現(xiàn),氣溶膠中DTP與溶解態(tài)Al也呈現(xiàn)顯著線性相關關系,其回歸方程斜率為0.27,明顯大于TP和TAl關系的斜率(圖3b).這與2012.12～2013.01在青島[20]以及2013.03～04在南海觀測的結果一致[31].其原因可能是由于氣溶膠中P溶解度大于Al的[31]和/或者人為源直接貢獻了更多的溶解態(tài)P[5],也可能是由于氣溶膠中P和Al經(jīng)歷了相似的大氣化學過程,P由顆粒態(tài)向溶解態(tài)轉化的效率高于Al.比較來源不同的氣團中氣溶膠P和Al的關系(圖3),發(fā)現(xiàn)TP和TAl濃度在LS和NS氣溶膠中基本相當,即兩類氣團的TP來源大致相同,但溶解態(tài)P和Al濃度在LS氣溶膠中明顯高于NS氣溶膠,這些結果表明NS和LS氣溶膠中DTP的差異更可能是由于傳輸過程中P向溶解態(tài)轉化的效率不同造成的,而不是P的來源.P溶解度與TAl之間存在顯著的反比例關系(圖4),2012-12～2013-04在青島的觀測中也發(fā)現(xiàn)了這種關系[20].氣溶膠Fe的溶解度也被普遍觀測到這種特征的反比關系[32].與Fe類似,P與Al的這種關系可以看作為具有高Al負載和低P溶解度的礦物沙塵源與具有低Al負載和高P溶解度的人為源這兩個端元的混合.LS的數(shù)據(jù)點相對靠近人為源端,而NS的數(shù)據(jù)點相對更靠近沙塵源端,且LS的數(shù)據(jù)點與擬合曲線的偏離較大,表明這些樣品中P溶解度不能用沙塵源和人為源兩個端元的混合完全解釋,還存在其他因素促進了氣溶膠P的溶解.
為考察長距離輸送和局地低空污染氣團的影響,模擬每個樣品采集期間氣團72h后向軌跡(500m,HYSPLIT4模式,http://www.arl.noaa.Gov)[22]根據(jù)氣團的來源及傳輸路徑不同,其后向軌跡大致分為兩組(圖1):第一組主要起源自亞洲大陸北部干旱和半干旱地區(qū),包括19個樣品,記為NS氣團.這些氣團多數(shù)經(jīng)長距離高空快速傳輸?shù)竭_青島,其72h平均傳輸速度為30～57km/h(均值43km/h),傳輸高度為1000～2600m(均值1608m),氣團的相對濕度≤60%,為北方快速移動的干冷氣團.但氣團在到達青島前24h,途徑人口稠密的城市群,且傳輸速度減慢(34km/h)、傳輸高度下降(838m),因此,這些氣團可能受到了天然礦物沙塵和人為污染物的共同影響.第二組主要起源自局地城市地區(qū),包括7個樣品,記為LS氣團.這些氣團多數(shù)經(jīng)短距離低空較慢速度傳輸?shù)竭_青島,其72h平均傳輸速度為10～30km/h(均值21km/h),傳輸高度為210～1000m(均值653m),氣團的相對濕度均>60%.因此,這些氣團為局地停滯性暖濕氣團,可能受到局地地表揚塵和人為污染的共同影響,個別氣團途徑海上還部分受到海洋源的影響.2 結果與討論
【參考文獻】：
期刊論文
[1]夏季青島大氣氣溶膠中不同形態(tài)磷的濃度、來源及沉降通量[J]. 王楠,馬淼,石金輝,高會旺,姚小紅. 環(huán)境科學. 2018(09)
[2]青島大氣氣溶膠中微量元素濃度及溶解度的粒徑譜分布[J]. 孟亞,李鵬志,曹婉婉,石金輝,高會旺,姚小紅. 中國環(huán)境科學. 2017(03)
本文編號：2949317
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
來源不同的氣團中氣溶膠P的濃度和溶解度
研究還發(fā)現(xiàn),氣溶膠中DTP與溶解態(tài)Al也呈現(xiàn)顯著線性相關關系,其回歸方程斜率為0.27,明顯大于TP和TAl關系的斜率(圖3b).這與2012.12～2013.01在青島[20]以及2013.03～04在南海觀測的結果一致[31].其原因可能是由于氣溶膠中P溶解度大于Al的[31]和/或者人為源直接貢獻了更多的溶解態(tài)P[5],也可能是由于氣溶膠中P和Al經(jīng)歷了相似的大氣化學過程,P由顆粒態(tài)向溶解態(tài)轉化的效率高于Al.比較來源不同的氣團中氣溶膠P和Al的關系(圖3),發(fā)現(xiàn)TP和TAl濃度在LS和NS氣溶膠中基本相當,即兩類氣團的TP來源大致相同,但溶解態(tài)P和Al濃度在LS氣溶膠中明顯高于NS氣溶膠,這些結果表明NS和LS氣溶膠中DTP的差異更可能是由于傳輸過程中P向溶解態(tài)轉化的效率不同造成的,而不是P的來源.P溶解度與TAl之間存在顯著的反比例關系(圖4),2012-12～2013-04在青島的觀測中也發(fā)現(xiàn)了這種關系[20].氣溶膠Fe的溶解度也被普遍觀測到這種特征的反比關系[32].與Fe類似,P與Al的這種關系可以看作為具有高Al負載和低P溶解度的礦物沙塵源與具有低Al負載和高P溶解度的人為源這兩個端元的混合.LS的數(shù)據(jù)點相對靠近人為源端,而NS的數(shù)據(jù)點相對更靠近沙塵源端,且LS的數(shù)據(jù)點與擬合曲線的偏離較大,表明這些樣品中P溶解度不能用沙塵源和人為源兩個端元的混合完全解釋,還存在其他因素促進了氣溶膠P的溶解.
為考察長距離輸送和局地低空污染氣團的影響,模擬每個樣品采集期間氣團72h后向軌跡(500m,HYSPLIT4模式,http://www.arl.noaa.Gov)[22]根據(jù)氣團的來源及傳輸路徑不同,其后向軌跡大致分為兩組(圖1):第一組主要起源自亞洲大陸北部干旱和半干旱地區(qū),包括19個樣品,記為NS氣團.這些氣團多數(shù)經(jīng)長距離高空快速傳輸?shù)竭_青島,其72h平均傳輸速度為30～57km/h(均值43km/h),傳輸高度為1000～2600m(均值1608m),氣團的相對濕度≤60%,為北方快速移動的干冷氣團.但氣團在到達青島前24h,途徑人口稠密的城市群,且傳輸速度減慢(34km/h)、傳輸高度下降(838m),因此,這些氣團可能受到了天然礦物沙塵和人為污染物的共同影響.第二組主要起源自局地城市地區(qū),包括7個樣品,記為LS氣團.這些氣團多數(shù)經(jīng)短距離低空較慢速度傳輸?shù)竭_青島,其72h平均傳輸速度為10～30km/h(均值21km/h),傳輸高度為210～1000m(均值653m),氣團的相對濕度均>60%.因此,這些氣團為局地停滯性暖濕氣團,可能受到局地地表揚塵和人為污染的共同影響,個別氣團途徑海上還部分受到海洋源的影響.2 結果與討論
【參考文獻】：
期刊論文
[1]夏季青島大氣氣溶膠中不同形態(tài)磷的濃度、來源及沉降通量[J]. 王楠,馬淼,石金輝,高會旺,姚小紅. 環(huán)境科學. 2018(09)
[2]青島大氣氣溶膠中微量元素濃度及溶解度的粒徑譜分布[J]. 孟亞,李鵬志,曹婉婉,石金輝,高會旺,姚小紅. 中國環(huán)境科學. 2017(03)
本文編號：2949317
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