西北地区水溶性类似腐殖质气溶胶（HULIS）物理化学特征研究

大气中的水溶性类似腐殖质物质（HULIS）通过影响气溶胶的吸光特性和含水量，直接或间接影响全球气候变化。本项目选取大气中水溶性类似腐殖质气溶胶的重要来源区域-我国西北地区沙漠源区和生物质燃烧区域，利用PM2.5和分粒级颗粒物采样器以及先进的化学分析方法,展开对不同来源水溶性类似腐殖质气溶胶物理化学特征的研究，探讨水溶性类似腐殖质气溶胶的形成机制；另外，获得水溶性类似腐殖质气溶胶在城市大气中的物理化学特征和季节变化规律；估计城市大气中水溶性类似腐殖质气溶胶潜在污染源及其贡献量。

类腐殖质气溶胶（HULIS）是大气中有机气溶胶的一类，是具有水溶性的但相对疏水的有机物，因其与水和底泥环境里的腐殖质有诸多类似的化学性质而被称为类腐殖质气溶胶。综合研究颗粒物中各种含碳气溶胶（例如：有机碳（OC），元素碳（EC），水溶性有机碳（WSOC）和类似腐殖质气溶胶（HULIS））的化学组成及浓度水平对理解PM2.5中HULIS的化学特征、来源和形成机制有重要帮助。. 本项目通过对生物质燃烧和沙尘源区气溶胶化学特征研究，探讨西安市环境大气中PM2.5化学成分的变化特征和来源，获得了珍贵的资料。2012年02月至2012年12月对西安市大气 PM2.5进行了近一年的观测，并分析了有机碳（OC）、元素碳（EC）、水溶性有机碳（WSOC）、类似腐殖质气溶胶（HULIS）和水溶性离子（F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH3+、K+、Ca2+、Mg2+）的质量浓度变化特征。. 结果显示，西安市2012年02月~12月日均PM2.5质量浓度变化幅度为34.8 ~249.3 μg/m3， PM2.5年平均质量浓度为 100.7±56.4 μg/m3，是中国PM2.5空气质量标准（GB 3095-2012）年平均二级标准值 (35 μg/m3) 的2.9倍。PM2.5季节变化特征为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季。OC和EC年平均浓度值为20.6±15.9 μg/m3 和6.1±3.2 μg/m3，OC/EC年平均值为3.3±1.0，变化范围为1.7~5.8。采样期间WSOC 和HULIS-C 的年平均质量浓度分别为 9.1 ± 5.5和 2.1 ± 1.6 μg/m3，WSOC 和HULIS-C 分别占PM2.5质量的9.1%和2.1%。HULIS-C 占WSOC 质量的27.1% ± 18.0%，表明HULIS-C 是WSOC 的主要成分。WSOC的质量浓度具有显著的季节变化特征，呈现冬季＞ 秋季＞夏季＞ 春季，HULIS-C的质量浓度具有不同的季节变化特征，呈现冬季＞春季＞夏季＞秋季。HULIS-C 质量浓度与K+和Cl-在秋冬季节呈显著正相关。生物质燃烧颗粒物中富含K+和Cl-，秋冬季节正是西安周边地区大量利用生物质燃烧作为烹饪和取暖的季节，表明秋冬季节生物质燃烧对HULIS-C 有重要贡献。