冬季青岛不同气团来源气溶胶中磷浓度及溶解度
发布时间：2020-12-31 08:40
分析了2017-11～2018-01在青岛采集的气溶胶样品中总磷（TP）、溶解态总磷（DTP）、溶解态无机磷（DIP）和溶解态有机磷（DOP）浓度,讨论了来自北方快速移动的干冷气团（NS）和局地停滞性暖湿气团（LS）中气溶胶P浓度和溶解度的差异及其原因.TP浓度在NS和LS气溶胶中分别为（137.3±49.3）ng/m3和（115.8±45.8）ng/m3,DTP对TP的贡献（即P溶解度）分别为（20.7±5.6）%和（45.9±15.7）%.DTP中以DIP为主,其贡献在NS和LS气溶胶中分别为65.6%和55.3%.NS气溶胶中人为源P对TP的贡献为69%,略低于LS气溶胶中的72%.LS气溶胶中较高的酸化程度和相对湿度（RH）以及较慢的气团传输速率是其P溶解度显著高于NS气溶胶的原因.RH<60%时,无论酸化程度高低,P溶解度不超过30%;RH>60%时,酸化条件下,高的相对湿度和低的气团传输速率有利于显著提升P溶解度.因此,日趋严重的大气污染可能提高了我国近海大气生物可利用P的入海通量.
【文章来源】：中国环境科学. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
来源不同的气团中气溶胶P的浓度和溶解度
研究还发现,气溶胶中DTP与溶解态Al也呈现显著线性相关关系,其回归方程斜率为0.27,明显大于TP和TAl关系的斜率(图3b).这与2012.12～2013.01在青岛[20]以及2013.03～04在南海观测的结果一致[31].其原因可能是由于气溶胶中P溶解度大于Al的[31]和/或者人为源直接贡献了更多的溶解态P[5],也可能是由于气溶胶中P和Al经历了相似的大气化学过程,P由颗粒态向溶解态转化的效率高于Al.比较来源不同的气团中气溶胶P和Al的关系(图3),发现TP和TAl浓度在LS和NS气溶胶中基本相当,即两类气团的TP来源大致相同,但溶解态P和Al浓度在LS气溶胶中明显高于NS气溶胶,这些结果表明NS和LS气溶胶中DTP的差异更可能是由于传输过程中P向溶解态转化的效率不同造成的,而不是P的来源.P溶解度与TAl之间存在显著的反比例关系(图4),2012-12～2013-04在青岛的观测中也发现了这种关系[20].气溶胶Fe的溶解度也被普遍观测到这种特征的反比关系[32].与Fe类似,P与Al的这种关系可以看作为具有高Al负载和低P溶解度的矿物沙尘源与具有低Al负载和高P溶解度的人为源这两个端元的混合.LS的数据点相对靠近人为源端,而NS的数据点相对更靠近沙尘源端,且LS的数据点与拟合曲线的偏离较大,表明这些样品中P溶解度不能用沙尘源和人为源两个端元的混合完全解释,还存在其他因素促进了气溶胶P的溶解.
为考察长距离输送和局地低空污染气团的影响,模拟每个样品采集期间气团72h后向轨迹(500m,HYSPLIT4模式,http://www.arl.noaa.Gov)[22]根据气团的来源及传输路径不同,其后向轨迹大致分为两组(图1):第一组主要起源自亚洲大陆北部干旱和半干旱地区,包括19个样品,记为NS气团.这些气团多数经长距离高空快速传输到达青岛,其72h平均传输速度为30～57km/h(均值43km/h),传输高度为1000～2600m(均值1608m),气团的相对湿度≤60%,为北方快速移动的干冷气团.但气团在到达青岛前24h,途径人口稠密的城市群,且传输速度减慢(34km/h)、传输高度下降(838m),因此,这些气团可能受到了天然矿物沙尘和人为污染物的共同影响.第二组主要起源自局地城市地区,包括7个样品,记为LS气团.这些气团多数经短距离低空较慢速度传输到达青岛,其72h平均传输速度为10～30km/h(均值21km/h),传输高度为210～1000m(均值653m),气团的相对湿度均>60%.因此,这些气团为局地停滞性暖湿气团,可能受到局地地表扬尘和人为污染的共同影响,个别气团途径海上还部分受到海洋源的影响.2 结果与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏季青岛大气气溶胶中不同形态磷的浓度、来源及沉降通量[J]. 王楠,马淼,石金辉,高会旺,姚小红. 环境科学. 2018(09)
[2]青岛大气气溶胶中微量元素浓度及溶解度的粒径谱分布[J]. 孟亚,李鹏志,曹婉婉,石金辉,高会旺,姚小红. 中国环境科学. 2017(03)
本文编号：2949317
【文章来源】：中国环境科学. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
来源不同的气团中气溶胶P的浓度和溶解度
研究还发现,气溶胶中DTP与溶解态Al也呈现显著线性相关关系,其回归方程斜率为0.27,明显大于TP和TAl关系的斜率(图3b).这与2012.12～2013.01在青岛[20]以及2013.03～04在南海观测的结果一致[31].其原因可能是由于气溶胶中P溶解度大于Al的[31]和/或者人为源直接贡献了更多的溶解态P[5],也可能是由于气溶胶中P和Al经历了相似的大气化学过程,P由颗粒态向溶解态转化的效率高于Al.比较来源不同的气团中气溶胶P和Al的关系(图3),发现TP和TAl浓度在LS和NS气溶胶中基本相当,即两类气团的TP来源大致相同,但溶解态P和Al浓度在LS气溶胶中明显高于NS气溶胶,这些结果表明NS和LS气溶胶中DTP的差异更可能是由于传输过程中P向溶解态转化的效率不同造成的,而不是P的来源.P溶解度与TAl之间存在显著的反比例关系(图4),2012-12～2013-04在青岛的观测中也发现了这种关系[20].气溶胶Fe的溶解度也被普遍观测到这种特征的反比关系[32].与Fe类似,P与Al的这种关系可以看作为具有高Al负载和低P溶解度的矿物沙尘源与具有低Al负载和高P溶解度的人为源这两个端元的混合.LS的数据点相对靠近人为源端,而NS的数据点相对更靠近沙尘源端,且LS的数据点与拟合曲线的偏离较大,表明这些样品中P溶解度不能用沙尘源和人为源两个端元的混合完全解释,还存在其他因素促进了气溶胶P的溶解.
为考察长距离输送和局地低空污染气团的影响,模拟每个样品采集期间气团72h后向轨迹(500m,HYSPLIT4模式,http://www.arl.noaa.Gov)[22]根据气团的来源及传输路径不同,其后向轨迹大致分为两组(图1):第一组主要起源自亚洲大陆北部干旱和半干旱地区,包括19个样品,记为NS气团.这些气团多数经长距离高空快速传输到达青岛,其72h平均传输速度为30～57km/h(均值43km/h),传输高度为1000～2600m(均值1608m),气团的相对湿度≤60%,为北方快速移动的干冷气团.但气团在到达青岛前24h,途径人口稠密的城市群,且传输速度减慢(34km/h)、传输高度下降(838m),因此,这些气团可能受到了天然矿物沙尘和人为污染物的共同影响.第二组主要起源自局地城市地区,包括7个样品,记为LS气团.这些气团多数经短距离低空较慢速度传输到达青岛,其72h平均传输速度为10～30km/h(均值21km/h),传输高度为210～1000m(均值653m),气团的相对湿度均>60%.因此,这些气团为局地停滞性暖湿气团,可能受到局地地表扬尘和人为污染的共同影响,个别气团途径海上还部分受到海洋源的影响.2 结果与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏季青岛大气气溶胶中不同形态磷的浓度、来源及沉降通量[J]. 王楠,马淼,石金辉,高会旺,姚小红. 环境科学. 2018(09)
[2]青岛大气气溶胶中微量元素浓度及溶解度的粒径谱分布[J]. 孟亚,李鹏志,曹婉婉,石金辉,高会旺,姚小红. 中国环境科学. 2017(03)
本文编号：2949317
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