西安大气气溶胶化学组成与吸湿性能特征

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1、密级:硕士学位论文西安大气气溶胶化学组成与吸湿性能特征作者姓名：黄耀指导教师:王格慧研究员中国科学院地球环境研究所学位类别:理学硕士学科专业:环境科学研究所:中国科学院地球环境研究所2015年5月ChemicalcompositionandhygroscopicityofatmosphericaerosolinXi'anByYaoHuangAThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMaster

2、ofScienceInstituteofEarthEnvironment,CASMay,2015致谢科研道德声明秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用的内容都已给予了明确的注释和致谢。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：——————————————————————————————————知识产权声明本人郑重声明：本人攻读研究生学位期间论文工作的知识产权单位系中国科

3、学院地球环境研究所。本人保证离所后，发表基于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同意后发表的学术论文署名单位仍然为中国科学院地球环境研究所。论文作者签名：导师签名：日期：日期：——————————————————————————————————学位论文使用授权声明本人完全了解中国科学院大学、中国科学院地球环境研究所有关保存、使用学位论文的规定，即：中国科学院大学、中国科学院地球环境研究所有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅和借阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制

4、手段保存该论文。论文作者签名：导师签名：日期：日期：I致谢本论文是在导师王格慧研究员的悉心指导下，在中国科学院地球环境研究所粉尘与环境研究室完成的。从论文选题、实验方案设计、实验具体环节到论文的修改，自始至终都得到了导师的悉心指导。衷心感谢导师三年来对我学术上的谆谆教诲。导师以严谨的治学态度、前沿创新的学术思想、开拓创新的科研精神，引领我在科学研究的道路上不断向前。同时感谢粉尘与环境研究室的各位老师与同学等工作人员对我在科研方面上的帮助，他们的专业知识以及对工作认真负责的态度值得我学习。黄耀2015年5月于西安V西安大气气溶胶化学组成与吸湿性能特征西安大气气溶胶

5、化学组成与吸湿性能特征摘要本研究于2013年3月9~12日春季沙尘期间和2013年12月24日~2014年1月27日冬季雾霾期间，在西安市区分别进行TSP离线采集以及PM2.5化学组分、NH3浓度、CCN分档活化率的在线观测，时间分辨率均为1小时，并检测离线样品的无机离子组成、含碳组分及水溶性组分吸湿性。目的在于分析春季沙尘暴和冬季雾霾期间西安大气颗粒物化学演化特征，探讨硫酸盐、硝酸盐、铵盐及钠盐等主要无机盐的来源、形成机制及其对颗粒物吸湿性能的影响。冬季雾霾观测期间，PM2.5是影响能见度的主要因素；其中出现重霾天主要是由于除夕凌晨烟花爆竹的大量燃放以及不利于

6、污染物扩散的气象条件造成的，–+2+–2–并且还导致重霾天期间Cl、K、Mg浓度突然增加。而PM2.5中的NO3、SO4、++NH4主要是通过二次转化形成，并呈现出浓度逐渐上升的趋势。Na主要是人为–3燃烧秸秆等燃料供暖所产生，仅在0.64~1.63μg·m范围内上下波动，无增加趋–势。由于NO2是中间产物不容易积累成高浓度，且气相中的HNO2非常不稳定，–2+所以检测到的NO2浓度非常低。而观测期间风速很低，无地面扬尘，且Ca主2+–3要存在于粗颗粒中，因此PM2.5中Ca浓度也非常低。NH3浓度在10.7~47.8μg·m范围内上下波动，并且由于NH3主要受

7、人为活动影响，而白天人为活动频繁，晚上人为活动减少，所以NH3呈现出明显的昼夜变化特征，即白天上午浓度达到最高，凌晨左右降到最低。使用ZSR规则以及简化模型分别计算冬季雾霾期PM2.5吸湿参数κ的结果显示：重霾天PM2.5吸湿参数(κ=0.36)比轻霾天(κ=0.26)的略高。此外，由于边界层的昼夜变化以及白天的光化学反应，造成吸湿参数κ呈现出比较明显的昼夜变化趋势。冬季SMPS与CCN联用的观测结果，表明颗粒物的粒径相较于化学组分对于其活化成为CCN更重要，以及细颗粒的吸湿性比粗颗粒较强。春季沙尘期间有两次沙尘峰值过境西安，TSP小时浓度最高分别达到VI–3–

8、32––3–37527μ