大气气溶胶酸度的研究进展3
王峰威1,2 李 红1# 柴发合1 钱 枫2 王宗爽1 邓利群1,3
(1.中国环境科学研究院,北京100012;2.北京工商大学化学与环境工程学院,北京100048;
3.北京林业大学环境科学与工程学院,北京100083)
摘要 大气气溶胶的环境效应、气候效应和健康效应均与气溶胶的物理化学性质直接相关,其中大气气溶胶酸度是其重要的性质之一。大气气溶胶酸度对酸沉降、灰霾的形成具有重要作用,并影响大气非均相化学反应,相关研究已成为国际研究的热点。对国内外学者近年来在大气气溶胶酸度对大气环境与人体健康的影响、大气气溶胶酸度的影响因素与变化规律、大气气溶胶酸度/酸化缓冲能力的测定与计算方法、大气气溶胶酸性成分采集系统等方面的研究进展作了较系统的综述,并对大气气溶胶酸度研究未来的发展进行了展望。
关键词 大气气溶胶酸度 影响因素与变化规律 测定与计算方法 采样系统Literaturereviewofatmosphericaerosolacidity WangFengwei1,2,LiHong1,ChaiFahe1,QianFeng2,WangZong2shuang1,DengLiqun1,3.(1.ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012;2.AcademyofChemistryandEnvironmentalEngeering,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beijing100048;3.CollegeofEnvironmentScienceandEngeering,BeijingForestryUniversity,Beijing100083)
Abstract: Theenvironmental,climaticandhealthyimpactofatmosphericaerosoliscloselyrelatedtoitsphysi2calandchemicalcharacteristics,acidityisoneoftheimportantpropertiesofaerosol.Thestudyonaerosolacidityhasreceivedmuchattentionathomeandaboard.Baseonthecomprehensiveliteraturereview,thepaperpresentedthere2centresearchadvancementsinaerosolacidity,includingitsinfluencingfactors,changingrules,thedeterminationandcalculationmethodofaerosolacidityandthesamplingsystemforthestudyofaerosolacidity.Thecurrentresearchstatusofaerosolacidityathomeissimplyintroduced,baseonwhich,thefuturedirectionofthisaerosolacidityareputforward,suchasthestudyondistributionandoriginofaerosolacidity,theeffectaerosolacidityonacidprecipita2tion,haze,heterogeneousatmosphericchemicalandtheinfluencingmechanism.
Keywords: atmosphericaerosolacidity;influencingfactorsandchangingrules;determinationandcalculationmethod;samplingsystem
大气气溶胶对全球环境变化、气候变化和人类健康均产生着广泛影响,因此大气气溶胶越来越成为科学研究的热点[1]。大气气溶胶的环境效应、气候效应和健康效应均与气溶胶的物理化学性质直接相关,其中大气气溶胶酸度是重要的性质之一。大气气溶胶酸度影响大气酸沉降的发生,从而对森林等生态系统产生作用[2]25,[3]13,[4];同时,大气气溶胶酸度影响大气化学反应,影响大气污染物的转化[5]382,[6]2835;此外,酸性的气溶胶粒子易形成灰霾,导致大气能见度降低,危害人体健康[7]。
鉴于大气气溶胶酸度研究的重要性,国内外研究者从大气气溶胶的酸碱性成分含量、季节和区域分布特征、大气气溶胶酸度对酸沉降及大气化学反应的影响等方面对大气气溶胶酸度展开了研究。结
果表明,加强对大气气溶胶酸度的研究,有助于认清大气气溶胶酸度在酸沉降和大气化学反应中所起的重要作用,从而更好地研究控制酸沉降污染,并有利于提高对大气非均相化学反应机制的认识。 笔者从大气气溶胶酸度对大气环境与人体健康的影响、大气气溶胶酸度的影响因素与变化规律、大气气溶胶酸度/酸化缓冲能力的测定与计算方法、大气气溶胶酸性成分采集系统等方面综述了国内外大气气溶胶酸度研究进展,并对大气气溶胶酸度研究未来的发展进行展望。
1 大气气溶胶酸度对大气环境与人体健康的影响
大气气溶胶酸度对大气环境、大气化学反应和人类健康均有很重要的影响。大气气溶胶酸度较高
#
第一作者:王峰威,男,1981年生,硕士,主要从事城市大气气溶胶的研究。通讯作者。3国家自然科学基金面上项目(No.20677054);国家“973计划”项目(No.2005CB422208、No.2005CB422203)。
・67・
环境污染与防治 第32卷 第1期 2010年1月
时,其酸化缓冲能力往往较低,影响酸雨的形成;酸雨对农作物、森林、土壤和水生生物会产生不利影响,进而造成严重的经济损失。
由于很多非均相大气化学反应过程受大气气溶胶酸度的影响,所以大气气溶胶酸度在大气化学研究中非常重要。很多挥发性和半挥发性反应物及氧化剂在大气气溶胶粒子中的浓度受大气气溶胶酸度的影响,HCl(g)/Cl-、HNO3(g)/NO3-和NH3(g)/NH4+在气体和气溶胶中的比例分配也受到大气气
同,气溶胶酸度变化规律并不一致。2.2.1 大气气溶胶酸度的粒径分布规律
大气气溶胶酸度通常呈现出粒径越小、酸度越高的规律,主要是因为酸性前体物SO2和NOX氧化生成的硫酸盐和硝酸盐二次气溶胶主要存在于粒径较小的细粒子中,所以有机细粒子的酸度较高。而粗粒子主要来源于土壤扬尘和风沙扬尘等自然过程,通常含有一些碱性物质,因此粗粒子的酸度较低[2]25,[11]4。
很多地方的气溶胶细粒子为酸性,粗粒子为碱性[12,13]。但由于影响大气气溶胶酸度的主要源不同,气溶胶酸度随粒径变化的特征也不同。一些地方的气溶胶粗粒子为酸性,细粒子为碱性[14],[15]178。我国南方为酸性土壤,粗粒子呈现酸性,北方为碱性土壤,粗粒子呈现碱性。HAZI等[16]的研究表明,在
大气气溶胶粒径为0~0.38μm时,大气气溶胶酸度随粒径的增大而升高;在大气气溶胶粒径为0.38~1.80μm时,大气气溶胶酸度随粒径的增大而降低。2.2.2 大气气溶胶酸度的区域与季节分布规律
BROOK等[17]在1992—1994年对加拿大安大
溶胶酸度的影响[6]2835。WILLIAM等[8]利用光化学
箱式模式(MOCCA)对海洋边界层(MBL)中海洋气溶胶酸度在大气化学反应过程中的作用进行了研究,结果表明,在海洋大气边界层中,海洋气溶胶酸度对大气中的氧化过程、硫循环及海洋表层营养有重要影响,当气溶胶滤液pH为8.0时,大气中S4+主要与臭氧反应而被氧化,当气溶胶滤液pH为5.5时,S4+主要与HOCl反应而被氧化。
分布在气溶胶细粒子中的强酸性物质长期在空中漂浮,易形成灰霾,造成大气能见度降低、酸沉降,危害人体健康。通过对动物和人体的暴露研究发现,酸性气溶胶粒子特别是细粒子中的强酸性组分会损害人体的呼吸系统,引起气喘病。2 大气气溶胶酸度的影响因素与变化规律2.1 影响因素
略湖、魁北克省、大西洋沿岸三省和范库弗峰地区大气气溶胶酸度的研究表明,气溶胶细粒子酸度在海滨区域最高,郊区次之,城市中心最低。这是因为城区的NH3浓度最高,郊区次之,海滨最低,导致气溶胶酸性中和程度不同。海滨地区多雾天气促使SO2更易转化为H2SO4,也是导致海滨地区气溶胶酸度最高的一个原因。
大气气溶胶酸度夏季高,冬春季较低[18]。这可能是因为SO2和NOX在高温时易被氧化生成影响气溶胶酸度的主要物质H2SO4和HNO3,并转化为气溶胶粒子或吸附累积于气溶胶中,导致大气气溶胶酸度夏季高、冬春季低的规律[19221]。
RAVI等[22]1113对香港地区的研究则发现,在香港存在大气气溶胶细粒子酸度夏季最低、秋季最高的现象。香港大气PM2.5中主要的无机离子组分为
-+
SO24与NH4,其中约40%来自于远距离传输的外
影响大气气溶胶酸度的主要因素是气溶胶中的
-无机酸性组分(SO2、NO3-等)和碱性组分(铵盐4等),环境空气中的SO2、NOX和NH3等气体,以及气象条件(温度与相对湿度)[5]382,[9,10],[11]4。随着温度的升高,SO2和NOX更容易被氧化生成H2SO4和HNO3等酸性物质,这些酸性物质可以通过不同方
式累积于大气气溶胶细粒子中;同时,温度的升高,也使气溶胶中的NH4NO3更容易挥发,从而影响大气气溶胶酸度。空气中的NH3与气溶胶中的酸性物质反应,导致大气气溶胶酸度降低,其完全中和的最终产物为(NH4)2SO4和NH4NO3,非完全中和产物为NH4HSO4。YAO等[5]392的研究表明,相对湿度大于70%时,大气气溶胶酸度较低,相对湿度小于70%时,大气气溶胶酸度较高。2.2 变化规律
来源。在春、夏季,主要受来自海洋方向的远距离传输的影响;在秋、冬季,则主要受来自于中国大陆方向的远距离传输的影响。由于海洋方向传输来的气
-团主要含有粗海盐气溶胶粒子,含有少量的SO24与
大气气溶胶酸度呈现气溶胶粒子粒径越小、酸度越高,城区低、郊区高,夏季高、冬季低的一般规律,但由于各地影响大气气溶胶酸度的决定因素不・68・
NH4+,对香港大气气溶胶酸度影响很小;而大陆方
-+
向传输来的气团中SO24与NH4比例较高,气溶胶酸
度较高,因而导致了香港地区大气气溶胶细粒子酸
王峰威等 大气气溶胶酸度的研究进展
度夏季最低、秋季最高的现象。3 大气气溶胶酸度的测定与计算方法
值得注意的是,大气气溶胶原位酸度是可以测量得到的,但一般而言,由于气溶胶中液态水的含量
过低,难以直接测量大气气溶胶原位酸度,因此通常利用实际观测所得的气溶胶组分浓度与环境空气中相关气体的浓度,通过热动力模式的方法计算得到大气气溶胶原位酸度[6]283522844。3.5.1 利用气溶胶中组分来计算大气气溶胶原位酸度
利用气溶胶中相关组分计算大气气溶胶原位酸度的模型输入参数涉及到气溶胶中的相关离子组分,笔者主要介绍2种方法。 第1种方法,利用上述美国环境保护署推荐的方法计算大气气溶胶强酸度。将大气气溶胶强酸度、气溶胶离子组分浓度、平均温度和相对湿度作为输入量,通过AIM2Ⅱ模型计算大气气溶胶原位酸度。此模
--型适用于温度可变的“H+2NH4+2SO2系42NO32H2O”统。由于气溶胶组成已知,所以不用计算半挥发性物质(NH3、HNO3和HCl)的气固比例。 第2种方法,利用微萃取技术测定气溶胶样品萃取液pH,根据气溶胶离子组分的浓度、采样期间的温度和相对湿度计算液相气溶胶中液态水含量,再根据气溶胶样品萃取液pH和计算得到的液相气溶胶中液态水含量,外推计算可以获得大气气溶胶原位酸度。 这2种计算方法要求气溶胶强酸度和气溶胶的组成测定结果必须准确,因而仅在计算气溶胶中液态水含量时需要计算气固比例。在这2种方法中存在一些不确定性,这些不确定因素主要来自野外监测采样误差、化学分析误差等。3.5.2 利用半挥发性物质的气2固平衡等式计算大气气溶胶原位酸度
利用半挥发性物质的气2固平衡等式来测量原位酸度的方法(见式(1)、式(2)),需要利用大气中半挥发性物质在气体和固体中的平衡等式、测量得到的相关气体与气溶胶中离子浓度来估算大气气溶胶原位酸度,其中的气态HCl、HNO3和NH3以及对应气溶胶中的离子浓度需要同时监测。利用气2固平衡等式和相应的亨利定律常数就可以获得大气气溶胶原位酸度。 AH
(1)HClΖH++Cl-=(KH×Ka)×PHCl/ACl=(KH×Ka)×
γ(2)PHCl/([cCl]/LWC×Cl)
鉴于大气气溶胶酸度研究的重要性,国内外从
大气气溶胶的酸碱性成分含量、粒径分布特征、季节和区域分布特征等对大气气溶胶酸度进行了研究。3.1 用单位质量气溶胶含有的H+表示气溶胶酸
度的方法白郁华等在“973计划”项目《中国酸雨沉降机制、输送态势及调控原理》的“典型地区大气酸化机理研究”课题研究中,提出了用单位质量气溶胶含有的H+来定量表示大气气溶胶酸度的方法。具体方法是把气溶胶样品溶解,然后获得气溶胶溶液中的H+含量,通过计算获得单位质量气溶胶上H+的含量。3.2 借用土壤酸度测量法的大气气溶胶酸度测定与计算方法考虑到直接测定大气气溶胶酸度存在一定的难度,王玮等借用测量土壤酸度的方法测定大气气溶胶酸度,此方法在国内得到了一定的应用[2]26,[3]14,[11]5。具体计算方法详见文献[23]。3.3 美国环境保护署推荐的大气气溶胶强酸度的测定与计算方法
美国环境保护署在其制定的规范“环境空气中
(EPA2625/R296/010a)无机化合物检测方法纲要”
第4章“环境空气中反应性酸性、碱性气体和大气颗粒物酸度的测量”中规定了大气气溶胶细粒子强酸
度的测定与计算方法[24]。该规范强调了在进行大气气溶胶细粒子强酸度的研究时,利用环形溶蚀器系统去除采样过程中酸碱性气体,对准确获得大气气溶胶细粒子强酸度有重要意义。具体测定与计算方法详见文献[24]。3.4 通过测定反应物浓度的大气气溶胶酸度测定与计算方法
DZUBAY等[25]利用以14C为示踪元素的三甲胺气体与气溶胶样品进行反应,然后测定生成物中14C的β2放射强度来确定参与反应的三甲胺的量,再根据三甲胺与气溶胶中酸性物质反应的对应比例关系,获得气溶胶的H+含量。最后,通过计算得到气溶胶中H+的浓度,即大气气溶胶酸度。3.5 利用热力学模型估算大气气溶胶原位酸度大气气溶胶原位酸度为液相气溶胶或在气溶胶饱和液相溶液中的一些固相颗粒物中自由H+的酸度,反映了大气气溶胶中真实存在的自由酸的酸度,由气溶胶pH表示[5]382。
+-式中:AH、ACl分别为H和Cl的活度;KH、Ka为对
应的亨利定律常量和分解常数;PHCl为HCl气体的
・69・
环境污染与防治 第32卷 第1期 2010年1月
质量浓度μ,g/m3;cCl为大气气溶胶中Cl-的摩尔浓度,mol/m3;LWC为气溶胶中液态水的容量,L/m3;
-γCl为Cl的活度系数。
除了3.5.1方法中提到的不确定因素外,此方法假定已经达到半挥发性气体的气2固平衡。此外,监测得到的气体浓度引起的不确定性也有可能较大,而特定的阴离子与H+的混合状态,尤其是Cl-和H+的混合状态引起的不确定性也有可能较大。同样,也可以利用其他半挥发性物质的平衡等式来估算大气气溶胶原位酸度。3.5.3 利用气2固热动力学模型计算大气气溶胶原
位酸度利用气2固热动力学模型来计算大气气溶胶原位酸度的方法,需要利用该模型来模拟气溶胶中的离子组分的浓度及原位酸度。与利用单一的平衡等式来计算大气气溶胶原位酸度的方法不同,这些热动力学模型包含的多组分系统需要在最小吉布斯自由能的情况下计算相关气体和气溶胶中离子组分的平衡浓度。在这类方法里,把气体和气溶胶离子组分浓度作为输入量,在模型运行时计算物质的气固相的比例。此方法存在3.5.1和3.5.2中提到的2种方法所具有的不确定因素。3.6 大气气溶胶酸度测量与计算方法的比较前4种测量与计算方法所得到的大气气溶胶酸度是气溶胶中水溶性酸碱离子的综合表征,而原位酸度所反映的是大气气溶胶中真实存在的自由酸的酸度。由于原位酸度在大气化学反应中的重要作用,而且原位酸度的直接测定存在较大难度,因此利用气2固热动力学模型计算大气气溶胶原位酸度非常重要。然而,利用气2固热动力学模型方法的前提———气2固平衡不容易达到,而且还有很多其他不确定因素,导致计算结果存在较大偏差,因此具体选用何种方法测量与计算大气气溶胶酸度,要根据研究目的而定。
4 大气气溶胶酸化缓冲能力表示方法
时的加酸或加碱的量,扣除空白样品的本底后,即可得出样品滤液在pH为5.6时的临界缓冲容量,向样品加酸时其为正值,加碱时其为负值。通过上述测定和计算,即可定量得到每个样品的临界缓冲容量。5 气溶胶酸性成分采集系统
由于半挥发性组分在颗粒态与气态之间的分配平衡可能在采样过程中受到影响,从而引起颗粒态物质的挥发和气态物质的吸附,并因此导致采样误差。常规的气溶胶采样方法不能排除大气中酸、碱性气体对采样的干扰,影响对气溶胶酸性的准确测定。所以,为使气溶胶样品性质不受干扰,从而得到准确的分析结果,应考虑气态物质吸附和颗粒态物质中半挥发性组分挥发的问题[26]。
由于能去除酸性和碱性气体的干扰,因而溶蚀器系统是研究气溶胶酸性的有力手段;通过溶蚀器与滤膜法采样系统的联用,可以同时测定大气中气态与颗粒态污染物;换涂不同的吸收剂,可以吸收并测定不同的气体,进而可以研究大气污染物气、固相之间的化学反应关系。5.1 环形溶蚀器系统
第一代环形溶蚀器系统(IIA2ADS)由意大利国
家研究委员会大气污染研究所(IIA)开发。该溶蚀器系统包括2个氟化钠溶蚀器、2个碳酸钠溶蚀器和碱性碳溶蚀器,分别用来收集HNO3、HCl、HONO、SO2及NO2气体。从溶蚀器出来的气流通
过旋风除尘器,用来去除气流中的气溶胶粗粒子(d>2.5μm);然后依次经过特氟龙滤膜(采集气溶胶细粒子)、尼龙滤膜(吸收从特氟龙滤膜的颗粒物中挥发的NO3-)。经研究,环形溶蚀器系统对HNO3、HCl、SO2、HONO的收集率分别可以达到97.7%、99.5%、99.0%、98.5%[27]1606。5.2 多功能大气污染物采样系统
多功能大气污染物采样系统(VAPS)即第二代环形溶蚀器系统(ADS),由美国URG公司生产[27]1607。该采样系统使用了虚拟撞击器,可以同时采集3个颗粒物样品,中间通道采集粒径为2.5~10.0μm样品,左右2个通道分别采集PM2.5样品,左边通道使用2个串接的环形扩散管分别收集反应性的酸性和碱性气体,右边通道使用聚亚氨酯泡沫(PUF)收集从PM2.5样品中挥发的可凝缩的有机物。此系统的环形溶蚀器对SO2、HNO3、HNO2、HCl和NH3的收集率均可达到95%以上。
由于具有较强碱性的气溶胶可以在一定程度上
中和或缓冲空气中的酸性物质,影响大气气溶胶酸度,制约酸沉降的形成。因此,分析和研究大气气溶胶的酸化缓冲能力对于酸沉降的治理工作非常重要。有研究者曾对北京、广州等地大气气溶胶的酸化缓冲能力开展了研究工作[2]26,[3]14,[11]5。 酸化缓冲能力可以用酸化缓冲容量定量表示。根据式(1)、式(2),求得每个样品滤液pH变为5.6・70・
王峰威等 大气气溶胶酸度的研究进展
5.3 蜂窝状溶蚀器采样系统
蜂窝状溶蚀器采样系统采用由哈佛大学研制的高容量玻璃材质蜂窝状溶蚀器,流量为10L/min,主要组成部分包括1个PM2.5冲撞器、2个蜂窝状溶
蚀器(串联)和1个4层的滤膜架。利用蜂窝状溶蚀器也可以根据情况选择不同的涂层溶液,以去除不同的酸碱性气体对采集到的气溶胶样品的影响。6 国内大气气溶胶酸度研究现状
上,用于去除NH3影响的柠檬酸溶液的优化浓度为
6%(质量分数,下同),而用于去除SO2等酸性气体影响的碳酸钠溶液的优化浓度为2%,与URG23000K仪器说明书及美国环境保护署有关“反应性酸性及碱性气体与大气颗粒物酸度监测”的文件(EPA/625/R296/010a)中所指定的柠檬酸溶液及碳酸钠溶液浓度为1%有所不同,该研究说明了利用环形溶蚀器大气颗粒物采样系统在特定地点特定时间进行采样前关于溶蚀器涂层溶液浓度确定的必要性。 我国针对不同粒径的气溶胶的酸度缓冲能力和酸度情况做了很多工作,在最近几年,逐渐开始关注大气气溶胶酸度源解析的研究。对我国大气气溶胶酸度的季节性变化规律还没有作系统研究,对影响大气气溶胶酸度的源解析技术研究还很少,尤其在我国内地还没有看到大气气溶胶原位酸度研究的相关报道。而且,在研究气溶胶酸性时,所用的采样系统很少考虑相关气体对气溶胶酸性的影响。7 研究展望
我国自20世纪80年代以来,对大气气溶胶酸度开展了相关的研究工作,并取得了许多研究成果。黄世鸿等[15]180对湖南省邵阳市的气溶胶酸化缓冲能力的研究表明,大气气溶胶酸度随其粒径的减小而增大。
进入21世纪后,吴学英等[28]对辽宁省凤凰城的可吸入气溶胶的酸度研究发现,大气气溶胶PM10具有一定的酸度,酸化缓冲能力很低。王同桂等[29]对重庆市7个区域的大气气溶胶酸度和酸化缓冲能力进行同时监测,证实重庆气溶胶细粒子酸性大于气溶胶粗粒子酸性,PM10的酸度高于总悬浮颗粒物
(TSP)的酸度,并且气溶胶酸度在秋季较高。王玮等[2]28对北京地区的沙尘暴天气研究表明,TSP、PM10的酸度很低,有很强的酸化缓冲能力。WANG
等[23]对我国广东省和辽宁省沿海地区及东北部沿海地区的气溶胶酸度和酸化缓冲能力进行了研究,结果表明,TSP表现出酸性,而且北方TSP酸度比南方TSP酸度低,同时还发现,气溶胶酸度随粒径的减小而增大,气溶胶细粒子表现出酸性,但粒径大于11μm的气溶胶都具有酸化缓冲能力。林长城等[30]对福建省九仙山和国家酸雨控制地区的福州市开展春季大气TSP的研究,结果表明,两地的TSP均为酸性气溶胶。
虽然目前对大气气溶胶酸度的重要性有了一定的认识,并开展了相关的研究工作,但是对大气气溶胶酸度的影响因素、分布规律、来源解析,大气气溶胶酸度在酸沉降与灰霾的形成、大气非均相化学反应中的作用机制的认识是非常有限的,下述问题将是今后进一步研究的重点。
(1)大气气溶胶酸度的分布规律与来源解析研究。目前,没有深入开展关于不同地区大气气溶胶酸度的粒径分布规律、区域与季节分布规律及来源解析研究。为提高关于大气气溶胶酸度在酸沉降与灰霾的形成、大气非均相化学反应中的作用机制的认识,很有必要进行上述基础性的研究工作,获得不同地区、不同季节的酸度粒径分布规律及不同地区各个季节不同源对大气颗粒物酸度贡献的定性和定量分析资料。
(2)大气气溶胶酸度对酸沉降影响的作用机制研究。目前,虽然越来越多的研究者意识到大气气溶胶酸度及其酸化缓冲作用对酸沉降形成具有潜在的重要影响,但是对酸性及碱性气溶胶粒子在酸沉降形成及转化过程中的作用机制尚不清楚。
(3)大气气溶胶酸度对灰霾影响的作用机制研究。目前,区域大气灰霾已成为影响我国部分城市环境空气质量的一种新的天气模式,对大气能见度、人体健康及城市形象均具有不良影响。对于在灰霾形成过程中气溶胶酸性离子作用的认识将有利于对
・71・
RAVI等[22]1113对香港地区大气气溶胶的原位酸度研究时发现,空气的相对湿度和气溶胶的长距离迁移对大气气溶胶原位酸度有很大影响。YAO等
[5]382
对香港的气溶胶研究表明,气溶胶亚微粒粒
径越小,其原位酸度越大。毕晓辉等[31]对天津地区的气溶胶酸度缓冲能力及源解析的研究发现,煤烟尘是酸性气溶胶的来源之一。王峰威等[32]利用环形溶蚀器大气颗粒物采样系统(URG23000K)在北京市采集大气颗粒物的过程中,设计并进行了关于确定环形溶蚀器涂渍溶液浓度的实验研究,结果表明,为保障大气中酸碱性气体的去除率达到95%以
环境污染与防治 第32卷 第1期 2010年1月
灰霾污染的控制措施的制定。
(4)大气气溶胶酸度在大气非均相化学反应中的作用机制研究。目前,研究者对大气气溶胶酸度在大气非均相化学反应中的重要性已经有了一定的认识,但是对酸度在大气非均相化学反应中的作用机制还有待进一步研究。
(5)大气气溶胶酸度研究相关的采样系统的改进与采样规范的制定。在国外,溶蚀器系统已成为进行大气气溶胶酸度研究时广为采用的方式,但在国内目前还没有普遍采用此项技术。在我国开展大气气溶胶酸度方面的研究中,为准确获得相关研究信息,应该及早采用溶蚀器系统的理念,并及早制定相应的采样规范。参考文献:
[1] 汪安璞.大气气溶胶研究新动向[J].环境化学,1999,18(1):
10214.[2] 王玮,王英,苏红梅,等.北京市沙尘暴天气大气气溶胶酸度和
酸化缓冲能力[J].环境科学,2000,22(5).[3] 曾凡刚,王玮,杨忠芳,等.大气气溶胶酸度和酸化缓冲能力研
究[J].中国环境监测,2001,17(4).[4] 冯宗炜.中国酸雨对陆地生态系统的影响和防治对策[J].中国
工程科学,2000,2(9):5211.
[5] YAOXiaohong,LINGT,FANGMing,etal.Sizedependence
ofinsitupHinsubmicronatmosphericparticlesinHongKong[J].AtmosphericEnvironment,2007,41(2).
[6] YAOXiaohong,LINGT,FANGMing,etal.ComparisonofthermodynamicpredictionsforinsitupHinPM2.5[J].Atmos2phericEnvironment,2006,40(16).
[7] RAIZENNEM,NEASLM,DAMOKOSHAI,etal.Health
effectsofacidaerosolsonNorthAmericanchildren:pulmonaryfunction[J].Environ.HealthPerspect,1996,104(5):5062514.[8] WILLIAMCK,ROLFS,ALEXANDERAP,etal.Aerosol
pHinthemarineboundarylayer:areviewandmodelevaluation[J].AerosolScience,1998,29(3):3392356.[9] WALDMANJM,LIANGSKC,LIOYPJ.Measurementsof
sulfateaerosolanditsacidityintheSO2sourceregionofchest2nutridge,PA[J].AtmosphericEnvironment,1991,25A(7):132721333.
[10] KISTENP,GERALDS,FRANKZ,etal.Seasonalvariations
andinteractionsofN2containinggasesandparticlesoveraco2niferousforest,Saxony,Germany[J].AtmosphericEnviron2ment,2005,39(37):699527007.
[11] 高瑞英,郭璇华.广州大气颗粒物与酸沉降的关系研究[J].广
东化工,2005(6).
[12] KOUTRAKISP,WOLFSONJM,SPENCLERJD,etal.An
improvedmethodformeasuringaerosolstrongacidity:resultsfromanine2monthstudyinStlouisMissouriandKingston,Tennessee[J].AtmosphericEnvironment,1988,22(1):1572162.
[13] KOUTRAKISP,ALLENG,BURTONR,etal.Spatialvaria2tionandsizedistributionofsulfateandstrongaerosolacidityinlargemetropolitanarea[J].AerosolScience,1993,24(sup2pl.):33234.
[14] MOZURKEWICHM.Thedissociationconstantofammonium
[20][19][18][15][16]
[17]
[21]
[22]
[23]
[24]
nitrateanditsdependenceontemperature,relativehumidityandparticlesize[J].AtmosphericEnvironment,1993,27(2):2612270. 黄世鸿,蒋维楣,张国君,等.城市降水酸度分布与气溶胶水冲刷[J].气象科学,1989,9(2).
HAZIY,HEIKKINENMSA,COHENBS.Sizedistributionofacidicsulfateionsinfineambientparticulatematterandas2sessmentofsourceregioneffect[J].AtmosphericEnviron2ment,2003,37(38):540325413. BROOKJR,WIEBEAH,WOODHOUSESA,etal.Tempo2ralandspatialrelationshipsinfineparticlestongacidity,sul2phate,PM10,andPM2.5acrossmultiplecanadianlocations[J].AtmosphericEnvironment,1997,31(24):422324236.
CADLESH.Seasonalvariationsinnitricacid,nitrate,strongaerosolacidity,andammoniainanurbanarea[J].Atmospher2icEnvironment,1985,19(1):1812188.
TANGIN,MUNKELWITZHR.Compositionandtempera2turedependenceofthedeliquescencepropertiesofhygroscopicaerosols[J].AtmosphericEnvironment,1993,27A(4):4672473.
PUXBAUMH,GREGORIM.Seasonalandannualdepositionratesofsulphur,nitrogenandchoridespeciestoanoakforestinNorth2EasternAustria[J].AtmosphericEnvironment,1998,32(20):355723568. BEINEHJ,ALLEGRINII.ThreeyearsofspringtimetracegasandparticlemeasurementsatNy2!lesund,Svalbard[J].AtmosphericEnvironment,2001,35(21):364523658.
RAVIKP,YAOXiaohong,LAUAKH,etal.AcidityandconcentrationsofionicspeciesofPM2.5inHongKong[J].At2mosphericEnvironment,2003,37(8).
WANGWei,LIUHongjie,YUEXin,etal.StudyonacidityandacidicbufferingcapacityofparticulatematteroverChineseeasterncoastalareasinspring[J].JournalofGeophysicalRe2search,2006,111(10):1211.
U.S.EPA.Determinationofreactiveacidicandbasicgasesandstrongacidityofatmosphericfineparticles(<2.5μm)(CompendiummethodIO24.2).Compendiumofmethodsforthedeterminationofinorganiccompoundsinambientair(EPA/625/R296/010a)[R].WashingtonD.C.:U.S.EPA,1996. DZUBAYTG,SNYDERGK,REUTTERDJ,etal.Aerosolaciditydeterminationbyreactionwith14Clabeledamine[J].AtmosphericEnvironment,1979,13(8):120921212. 杨复沫,段凤魁,贺克斌.PM2.5的化学物种采样与分析方法[J].中国环境监测,2004,20(5):14220.
ANTONIETTAI,BEINEHJ,MATTHEWS.Comparingfieldperformancesofdenudertechniquesinthehigharctic[J].AtmosphericEnvironment,2007,41(8). 吴学英,郑丽艳.凤凰山大气气溶胶酸度与酸化缓冲能力的分析[J].辽宁城乡环境科技,2000,20(6):41244. 王同桂,陈刚才,陈克军,等.重庆大气气溶胶酸度及酸化缓冲能力[C]//中国环境科学学会.中国环境科学学会学术年会优秀论文集.北京:中国环境科学出版社,2006:8592863. 林长城,肖辉,赵卫红,等.福建高山、重点城市春季TSP对降水酸度的影响[J].热带气象学报,2006,22(4):4052410. 毕晓辉,冯银厂,朱坦,等.大气气溶胶酸缓冲能力来源解析技术与应用[J].中国环境科学,2007,27(5):5792583. 王峰威,李红,柴发合,等.环形溶蚀器大气颗粒物采样系统条件实验研究:涂层溶液浓度的确定[J].中国科技成果,2008,10(9):11214.
[25]
[26][27]
[28][29]
[30][31][32]
编辑:贺锋萍 (修改稿收到日期:2009204210)
・72・
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容