Page 117 - 空气污染控制与微粉捕集技术

第五章 大气颗粒物

水溶性无机离子极易溶于水，它能直接影响大气降水的酸度，也会随着降水
和食物链进入土壤和人体。同时，它可以通过吸湿性活化云凝结核来影响云的形
成和光学特征，引起辐射强迫影响气候变化，对环境和人体健康产生较大影响。
因此，研究水溶性离子的有助于全面认识大气颗粒物的污染特征，为进一步治理

大气颗粒物的污染奠定了基础。近年来，大气颗粒物中水溶性无机离子已被众多
国内外学者进行了大量的研究，并取得了较好成果。目前相关研究主要集中在其
成分组成、时空变化、粒径研究和来源分析等方面。如 Park 等对沙尘事件期间
济州岛大气颗粒物中水溶性离子进行了粒径的分析，研究发现细颗粒主要包含二
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次离子 SO 4 、NH 4 和 K ，而粗颗粒中主要包含 Ca 、Cl 、NO 3 等其他离子，
沙尘事件时粗颗粒中的离子浓度显著增加；Kocak 等对地中海东北沿岸站点样品
中水溶性离子进行分析，得知离子呈现干湿季节的变化特征，即冬季多雨时的含
量明显小于夏季干旱时的含量；Ma 等对中国南北沿海城市大气颗粒物离子的研
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究发现，大连和厦门 TSP 含量均值为 117.9±76.7μg/m 和 49.3±28.5μg/m ，城市
（机动车、建筑活动等）和季节（沙尘等）因素是造成无机化学成分剖面差异的
原因之一。
大气颗粒物中的碳组分通常包含有机碳（Organic Carbon，OC）和元素碳

（Elemental Carbon，EC）两种，约占颗粒物质量的 10%~50%，是研究大气颗
粒物理化性质不可或缺的一部分。有机碳被定义为一次有机碳和二次有机碳产
生的多种有机化合物的混合物，其中吸光的部分有机组分被称为棕碳（Brown
Carbon，Br C）；元素碳是生物质和化石燃料等含碳物质通过不完全燃烧等化学

过程产生、对全球变暖贡献仅次于 CO 2 的高聚合物质。碳组分对太阳辐射、大
气能见度、气候变化甚至人体健康等方面都有着举足轻重的影响。因此，碳组分
的化学组成、时空特征、粒径分布和气候环境效应是较有前景的研究方向。
国外学者对碳组分的浓度、形成机理的研究早在 20 世纪 70 年代就已经开始，

而中国的研究工作起步稍晚，直到 80 年代中期才有部分学者开展相关的研究。
前人研究表明中国有机碳和元素碳的浓度水平比国外更高，表明我国大气污染情
况依旧不容乐观。Zhang 等对中国 31 个城市大气颗粒物的研究发现，碳组分约
占颗粒物质量的 14%~49%，偏远地区减少至 20%~23%，其中自然源、燃烧源和

交通源均对碳组分的来源有所贡献；张玉兰等对兰州市 2014—2015 年大气颗粒
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物中碳组分的特征研究发现，有机碳平均浓度为 25.4μg/m 且呈现出冬季高、夏

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