华南沿海地区海源气溶胶特征及其影响研究

海源气溶胶随海洋大气气团的传输影响华南沿海地区的区域辐射平衡、云生成和降水过程、大气化学过程和区域空气质量等。目前对该区域海源气溶胶的时空分布特征、形成机制以及其对区域大气环境影响等的研究还很缺乏。本研究基于海源气溶胶在区域大气环境中的重要性，拟在华南沿海地区典型区域通过固定点观测和海洋航行观测，采集典型季节的大气气溶胶样品，并分析所采集大气气溶胶的化学组成（包括元素、水溶性离子、有机物、有机碳和元素碳等）。同时结合现有研究成果，寻找适合指示海洋来源的特征海源组分。通过特征海源组分研究海源气溶胶的浓度变化、空间分布和季节变化等特征。同时，利用源解析手段，结合气象要素和海洋数据等，初步探讨该区域海洋源对近海、海岸和城市大气气溶胶的贡献。本研究旨在为全面深入研究海源气溶胶的形成和迁移机制及其对区域大气环境的影响提供基础数据和理论支持。

本项目总体完成情况良好，基本完成了预期的研究目标。本研究在华南沿海地区的两个海岸站点（香港鹤咀和珠海万山岛）和两个陆地站点（广州大学城和从化天湖）采集细颗粒物（PM2.5）样品。参加了2013年南海东北部和2014年南海西部综合航次，采集大气总悬浮颗粒物（Total Suspended Particle, TSP）和海水样品。对PM2.5和TSP样品进行了质量浓度、元素组分、碳组分、水溶性离子组分、生物特征组分、非极性组分、有机磷酸酯等的分析。主要结果如下：（1）南海东北部TSP样品中检出了10种水溶性离子，其中，代表海洋源的组分Na+、Cl-和MSA-共占离子浓度的5.5%~61.2%；有机碳和元素碳的浓度分别为1.1~15.5 µg/m3和0.2~4.7 µg/m3，二次有机碳占31.9%±10.3%；离子和碳组分的分析表明二次反应对海洋气溶胶有一定的贡献。在南海采集的TSP样品均检出蛋白质物质，显示海洋生物活动对海洋气溶胶也存在贡献。非极性有机物质的浓度空间分布差异大，表明南海气溶胶受到气团传输的影响比较明显。另外，在南海东北部所采集的气溶胶和海水样品中均检出有机磷酸酯，其浓度分别为47.1~160.9 pg/m3和1302~17614 pg/L。有机磷酸酯的浓度水平受陆地大气气团的影响大，显示沿海地区人为源排放对开放海域大气环境存在一定影响。（2）香港鹤咀PM2.5中海盐离子Na+和Cl-的浓度分别为0.1~2.3 µg/m3和0.1~7.7 µg/m3。夏季海盐离子的贡献（8.8%）大于冬季（1.7%），显示海洋气团的传输对该点的影响受到了季风的影响。（3）二次离子（SO42-、NO3-和NH4+）和有机物是从化天湖PM2.5的重要组分，而海盐对PM2.5的贡献较少。其中，海盐离子Na+和Cl-的浓度分别为0.2~1.2 µg/m3和0.1~1.0 µg/m3，两者占PM2.5质量浓度的0.5%~6.6%。表明该站点的气溶胶组成主要受二次反应的影响，而海洋气团的传输对该点的影响较弱。综上所述，海洋气团对华南地区气溶胶的组成有不同程度的影响，而贡献的大小主要受季风和与海洋距离等因素的影响。目前部分研究结果已整理并发表SCI论文2篇，另有2篇论文已投稿并在审稿过程中。