雾过程对成都市大气颗粒物硫氮同位素组成的影响

大气颗粒物硫酸盐和硝酸盐通过干湿沉降造成对环境与生态的危害，研究这两种物质在不同粒径范围内的质量浓度和硫、氮同位素组成,可以探讨其形成机制。本申请拟采用Anderson型冲击式分级采样器，采集成都市大气颗粒物样品(雾天密集采样)。分析大气颗粒物质量浓度、水溶性无机组分和硫酸盐硫同位素与硝酸盐氮同位素组成及其随颗粒物粒径大小的变化特征，测定雾水及气态二氧化硫和氮氧化物的硫、氮含量及同位素值。重点对比分析雾天和非雾天不同粒径大气颗粒物的物理化学特征及其硫、氮同位素组成的变化规律，从而揭示雾过程对颗粒物硫、氮同位素组成的影响，并进一步采用同位素数据探讨雾天液相反应中二氧化硫和氮氧化物高氧化比率导致高浓度硫酸盐和硝酸盐的产生过程与相关同位素分馏效应，为定量研究雾天二氧化硫和氮氧化物氧化转化形成硫酸盐和硝酸盐提供科学依据。研究成果将丰富城市大气硫、氮物质循环理论。

大气颗粒物对生态环境和人体健康的影响和危害，与其地球化学特征及来源密切相关。通过研究气溶胶颗粒物水溶性无机组分和稳定硫、氮同位素组成，探讨无机组分的存在形式和主要成分的来源与形成机制，阐明研究区大气颗粒物的地球化学特征，为控制和治理大气颗粒物污染提供理论依据。 . 成都市不同粒径颗粒物中无机组分主要为硫酸盐和硝酸盐。成都市大气颗粒物污染以PM2.5 (细颗粒物)污染为主，其水溶性无机离子主要以SO42–、NO3–、NH4+ 为主。在不同气象条件下，成都市冬季因雾霾天气频发，主要的水溶性无机离子(SO42–、NO3–、NH4+)的质量浓度按雾霾>多云>晴天>雨天顺序递减，雾霾天比非雾霾天质量浓度增加约2~5倍。根据[NO3–]/[SO42–]比值(<1)可知，成都市TSP、PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的来源主要以固定污染源为主，移动污染源的影响显著增强。. 成都市TSP中硫酸盐的δ34S值呈冬季高、夏季低特点，且δ34S值明显偏正，与四川盆地燃煤δ34S值偏正相吻合。同时，TSP中硝酸盐δ15N值与δ18O值也呈现冬季高、夏季低的特点。通过对成都市大气颗粒物中[NO3–]/[SO42–]比值、硫酸盐硫同位素、硝酸盐氮、氧同位素组成和大气中不同来源硫、氮同位素组成的综合分析，判定成都市冬季大气颗粒物中硫酸盐、硝酸盐来源主要为燃煤、机动车尾气，而夏季生物成因硫和农业土壤释放氮亦有贡献。. 另外，成都市大气颗粒物中硫酸盐的形成途径，冬季白天以均相反应为主，夜间以非均相反应为主，夏季以均相反应为主。成都市冬季大气颗粒物中硝酸盐主要由NOx经O3氧化形成，而夏季则主要经氢氧自由基氧化形成硝酸盐或由N2O5水解生成硝酸盐。