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特大沙尘暴中矿物气溶胶主要元素含量揭秘大气气溶胶和雾霾

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:表8-1列出了在2002年3月20日沙尘暴高峰期间收集的TSP和PM 2.5样品的质量浓度及有关元素含量。可见,北京沙尘暴与其源头西北沙漠的沙尘,两者主要成分的含量较为接近。PM 2.5中主要矿物气溶胶元素Al、Ca、Fe、Mg、Na、Ti、Mn等的浓度,也比平日高出13~20倍。图8-1沙尘暴及其前后期间TSP和PM2.5以及主要矿物元素组分的浓度变化

特大沙尘暴中矿物气溶胶主要元素含量揭秘大气气溶胶和雾霾

表8-1列出了在2002年3月20日沙尘暴高峰期间收集的TSP和PM 2.5样品的质量浓度及有关元素含量。为作比较,一并列出元素的地壳平均丰度以及非沙尘暴样品(2001年12月30日)的相应数据。图8-1显示了沙尘暴期间及其前后TSP和PM 2.5以及主要矿物元素组分的日均浓度变化。沙尘暴最高峰时(上午10:20—下午12:20)TSP浓度高达10.9 mg·m-3,高出国家法定最低标准(200μg·m-3)54倍。当日连续收集12 h细颗粒物PM 2.5,平均浓度高达1.393 mg·m-3,比美国国家环保局(Environmental Protection Agency,EPA)制订的日均标准65μg·m-3(年均水平不得高于15μg·m-3),高出21倍。TSP中主要矿物气溶胶元素Al、Ca、Fe、Mg、Na、Ti、Mn等的浓度分别高达739、771、369、177、170、41、6μg·m-3,为平日(2001年12月30日)的30~58倍,是有历史记录以来最大的沙尘暴。Al、Ca、Fe、Mg、Na、Ti、Mn在沙尘中的质量百分比分别为6.78、7.08、3.38、1.62、1.56、0.38、0.054,很接近(其中Ca大大超过)这些元素在地壳中的平均丰度(8.04、3.00、3.50、1.33、2.89、0.30、0.06)。Zhang等[17]报道了2001年春天在中国西北沙漠一个沙尘暴监测点,连续3个月(其中包括9次沙尘暴,持续时间合计26 d)的监测结果,其中Al、Ca、Fe、Ti、Mn的质量百分比分别是7、6、4、1、0.1。可见,北京沙尘暴与其源头西北沙漠的沙尘,两者主要成分的含量较为接近。PM 2.5中主要矿物气溶胶元素Al、Ca、Fe、Mg、Na、Ti、Mn等的浓度,也比平日高出13~20倍。

表8 1 2002年3月20日沙尘暴最高峰期间TSP和PM2.5的质量浓度以及有关元素的浓度及其含量(单位:浓度为μg·m-3,含量为%)

a此列中T S P 为3月2 0日当天连续采集1 2 h 的样品,而其他各列的T S P 为沙尘暴最高峰期间上午1 0:2 0—下午1 2:2 0的样品。(www.xing528.com)

图8-1 沙尘暴及其前后期间TSP和PM2.5以及主要矿物元素组分的浓度变化(彩图见图版第1页,也见下载文件包,网址见正文14页脚注

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