第七届青年地学论坛

细颗粒物（PM_2.5）是大气污染防治的重点内容，作为大气化学循环中的重要组成部分，影响生物体健康，大气能见度，全球辐射平衡和气候变化。分析PM_2.5中的水溶性组分及其化学特性，包括水溶性无机离子（WSI）和水溶性有机碳（WSOC），对评价空气污染状况，探究污染物的来源以及优化全球气候模型具有重要意义。海洋覆盖了地球表面的70%，是大气气溶胶的重要的源和汇，而沿海地区是大气污染物从陆地向大洋迁移、扩散的过渡带，气溶胶受到陆地源和海洋源的双重影响。鉴于气溶胶污染成分的复杂性，有必要对沿海地区的PM_2.5展开研究。
本工作以典型沿海城市中国青岛为例，分析了2019年冬季PM_2.5中的水溶性组分及其变化，利用三维荧光光谱（EEM）结合平行因子（PARAFAC）分析模型对PM_2.5中水溶性大气发色团的组成进行了解释，同时利用紫外吸收光谱对WSOC的光吸收特性进行了表征，最终结合实验数据，探究了本地PM_2.5的来源，以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。
结果表明，二次离子NO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-作为WSI的主要成分，占比高达86.80%，并以NO₃^-为主导，典型海相源Na⁺浓度明显高于内陆地区，为1.61 ± 0.70μg/m³。 [NO₃^-]/[SO₄^2-]比值高达2.42 ± 0.84，远高于往年同时期数据，说明移动源逐步成为本地大气污染物的主要来源。采用PARAFAC分析模型从气溶胶中鉴别出6个独立的水溶性发色团，归类为类腐殖质（HULIS），分别与陆源，海洋源及二次来源相关，同时发现不同发色团相对强度随天气污染状况呈现一定变动特征，且以陆地源类腐殖质占比最高且最为明显，说明陆地源对大气颗粒物贡献显著。腐殖化指数（1.66 ± 0.34）、生物源指数（0.51 ± 0.44）和荧光指数（1.09 ± 0.78）进一步说明青岛的WSOC主要为陆源有机物。Abs₃₆₅与K⁺具有较高的正相关性，说明生物质燃烧是WSOC的重要来源。概括而言，陆地源对沿海地区气溶胶的影响大于海洋源，机动车尾气和生物质燃烧对大气颗粒物的贡献尤为突出。在此基础上，量化不同海洋源和陆地源排放对沿海地区大气颗粒物的贡献及在分子水平上进一步探究和阐明大气发色团将是未来工作重点。
 

细颗粒物， 水溶性有机碳， 无机离子， 三维荧光光谱， 平行因子分析