呂睿，于興娜*，馬佳，安俊琳，肖思晗，趙麗霞

1. 南京信息工程大學氣象災害教育部重點實驗室//氣候與環(huán)境變化國際合作聯(lián)合實驗室//氣象災害預報預警與評估協(xié)創(chuàng)同新中心//中國氣象局氣溶膠與云降水重點開放實驗室，江蘇 南京 210044；2. 廣州禾信儀器股份有限公司，廣東 廣州 510530；3. 鶴壁市氣象局，河南 鶴壁 458030

南京北郊冬春季大氣顆粒物中含氮無機水溶性離子組分特征

呂睿1，于興娜1*，馬佳2，安俊琳1，肖思晗1，趙麗霞3

1. 南京信息工程大學氣象災害教育部重點實驗室//氣候與環(huán)境變化國際合作聯(lián)合實驗室//氣象災害預報預警與評估協(xié)創(chuàng)同新中心//中國氣象局氣溶膠與云降水重點開放實驗室，江蘇 南京 210044；2. 廣州禾信儀器股份有限公司，廣東 廣州 510530；3. 鶴壁市氣象局，河南 鶴壁 458030

為了解南京北郊大氣顆粒物中含氮二次水溶性離子組分特征，2014年冬春兩季使用Anderson 9級采樣器對南京北郊大氣顆粒物進行分級采樣，利用離子色譜儀分析得到了各粒徑范圍顆粒物中的含氮二次無機組分質量濃度，結合能見度、相對濕度、顆粒物濃度等觀測數(shù)據(jù)探討了不同天氣狀況下大氣顆粒物中含氮二次水溶性離子組分的含量及其粒徑分布特征。結果表明：冬季和春季平均PM2.5質量濃度分別達到了80.81 μg·m-3和52.57 μg·m-3，明顯超過二類標準限值。PM10中NO3-和NH4+表現(xiàn)出較好的一致性，相關系數(shù)高達0.92，表明兩種離子的來源比較相似；NO2-與NO3-和NH4+均呈現(xiàn)明顯的負相關關系。就季節(jié)平均而言，冬季NO3-和NH4+質量濃度明顯高于春季，尤其在0.43～2.1 μm粒徑范圍內，這與冬季二次細顆粒物污染加劇有關；其他粒徑段的濃度值季節(jié)差異不明顯。不同能見度下，NO3-和NH4+質量濃度譜均呈三峰分布；當水平能見度＞3 km時，NO3-和NH4+最大譜峰大多在9.0～10 μm粗粒徑段；能見度降至3 km以下時，譜最大峰值出現(xiàn)在1.1～2.1 μm粒徑段。能見度水平越低，NO3-和NH4+的質量濃度越高，表明隨著NO3-和NH4+濃度增加氣溶膠的消光作用有所增強，從而導致能見度降低。霾天細模態(tài)中NH4+和NO3-的濃度較非霾天明顯增加，粗模態(tài)無明顯變化。NO2-作為中間產(chǎn)物其性質極不穩(wěn)定，譜分布也比較復雜，但任何天氣狀況下均在粗粒徑段出現(xiàn)高峰值。

大氣顆粒物；含氮無機水溶性離子；粒徑分布；南京

大氣顆粒物在城市大氣污染、區(qū)域及全球環(huán)境問題中起著重要的作用。研究表明，顆粒物的質量濃度、粒徑譜分布和化學組成均對空氣質量、大氣能見度和全球氣候變化具有重要的影響，其中大氣細粒子（PM2.5）起主要作用（Cheng et al.，2008； Sun et al.，2013）。顆粒物的化學組分十分復雜，包含多種無機組分和有機組分，其中二次水溶性無機離子主要包括是大氣細粒子的主要化學成分，三者對顆粒物酸度和大氣能見度有明顯的貢獻作用，而NH4NO3和(NH4)2SO4是城市大氣中二次污染的標志產(chǎn)物，大氣中一次排放的硝酸鹽與銨鹽很少，主要來自氣態(tài)前體物的氣粒轉化（Vitousek et al.，1997；Yu et al.，2016；馬佳等，2016）。亞硝酸鹽作為氮循環(huán)的中間產(chǎn)物其穩(wěn)定性很差，容易被氧化成硝酸鹽或被還原成氨（李佩霖等，2016），這可以認為NO2-的存在表征潛在的隨著經(jīng)濟和城市化進程的迅速發(fā)展，空氣污染加重，顆粒物中主要化學組分也呈上升趨勢，工業(yè)排放、能源、交通運輸車輛以及人類生活排污等影響著含氮無機水溶性離子的濃度變化，而這些成分最終通過干濕沉降的形式回到陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)。其中，大氣氮沉降的大幅增加導致陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)土壤和水體酸化、富營養(yǎng)化以及生物多樣性降低等一系列生態(tài)環(huán)境問題（李欠欠等，2010）。因此，研究顆粒物中無機氮離子的組成和粒徑分布特征對了解含氮化合物在大氣中的形成、轉化，大氣氮素的沉降通量以及對生態(tài)系統(tǒng)的影響均有重要意義。

目前國內外眾多學者針對大氣顆粒物的化學成分方面已經(jīng)開展了廣泛研究，尤其在污染事件形成機制、來源解析以及化學組分對能見度的貢獻等方面取得了諸多研究成果（張小曳，2014；Kong et al.，2015；蘆亞玲等，2015；余洋等，2016；沈艷等，2016；Yu et al.，2016）。南京作為長三角地區(qū)的中心城市之一，近年來霾日數(shù)和細粒子濃度呈上升趨勢，其中2001—2006年南京霾日數(shù)均在130 d以上（童堯青等，2007；錢凌等，2008），2008— 2010年霾日數(shù)均在161 d以上（林偉等，2012）。鑒于南京空氣污染嚴峻程度以及氮素研究的重要性，針對不同天氣狀況顆粒物中含氮無機水溶性離子組成和粒徑分布特征的分析非常有必要。本研究利用2014年冬春季節(jié)的能見度、相對濕度、PM2.5以及膜采樣的化學成分等數(shù)據(jù)，探討了不同季節(jié)、不同天氣狀況下顆粒態(tài)含氮無機離子的濃度及粒徑分布特征，旨在為了解不同天氣過程對大氣環(huán)境、人體健康以及氮沉降環(huán)境效益的影響提供參考。

1 材料與方法

1.1 氣溶膠采樣

Andersen-II型9級撞擊采樣器和FH62C14系列β射線顆粒物連續(xù)監(jiān)測儀均放置在南京信息工程大學氣象樓樓頂。9級撞擊采樣器采樣的粒徑范圍為：9.0～10、5.8～9.0、4.7～5.8、3.3～4.7、2.1～3.3、1.1～2.1、0.65～1.1、0.43～0.65 、＜0.43 μm，采樣時間為2014年1月1日—1月23日和4月17日—5月22日，每個樣品的采集時間約23 h，采樣流量為28.3 L·min-1，使用特氟龍濾膜進行采樣，稱重天平為瑞士Mettler Toledo MX5型微量天平，稱量精度為0.1 μg。β射線顆粒物連續(xù)監(jiān)測儀（用于測量PM2.5質量濃度）的時間分辨率為1 h。CJY-1型能見度儀和CAWSD600型自動氣象站觀測地點位于南京信息工程大學內的中國氣象局綜合觀測培訓實習基地。

為去除有機質的可能干擾，首先將采樣膜置于450 ℃下灼燒4 h，后置于密閉干燥器中降溫。采樣膜在稱重前于40%濕度和25 ℃環(huán)境下進行24 h恒溫恒濕處理，重復3次并記錄每次結果。稱重后進行樣品編號并放入標準的配套膜盒中。采樣后重復此過程，差減法計算采集到的顆粒物質量（μg），經(jīng)采樣時間、流量換算為質量濃度（μg·m-3）。

1.2 水溶性離子分析

采樣完成以后，取半張采樣膜剪碎，加水10 mL溶解，加50 mL甲醇，振蕩45 min，超聲30 min，再振蕩45 min，靜置24 h后，采用瑞士萬通850 professional IC型色譜儀測定大氣氣溶膠中無機離子濃度。850 professional IC型色譜儀含柱溫箱、電導檢測器，并帶有858自動進樣器以及MagIC Net色譜工作站（瑞士萬通）；色譜柱：Metrosep C 4150/4.0分離柱；淋洗液：3.2 mmol·L-1Na2CO3+1.0 mmol·L-1NaHCO3（陰離子)，1.7 mmol·L-1硝酸+0.7 mmol·L-1吡啶二羧酸（陽離子）；柱溫：30 ℃；流速：1.0 mL·min-1；進樣體積：20 μL。溶液配制和稀釋均使用電阻率為18.2 M?的超純水配制。

2 結果與討論

2.1 能見度、PM2.5與相對濕度變化特征

圖1 觀測期間能見度、RH和PM2.5質量濃度日均值變化Fig. 1 Daily variations of VIS, RH and mass concentrations of PM2.5during observation period

圖1為觀測期間南京北郊大氣能見度（VIS）、相對濕度（RH）和PM2.5質量濃度的日均值變化。南京北郊平均能見度、RH和ρ(PM2.5)分別為(5.74± 2.85) km、59.01%±16.70%和(61.98±29.68) μg·m-3。冬季和春季平均PM2.5質量濃度分別達到了80.81 μg·m-3和52.57 μg·m-3，明顯超過2012年公布的《GB 3095—2012環(huán)境空氣質量標準》所規(guī)定二類功能區(qū)二類標準年平均限值（35 μg·m-3）。當能見度水平＜3 km時，所對應的平均RH和ρ(PM2.5)分別在71%和78.99 μg·m-3左右。從圖1可知，低能見度往往伴隨著較高的相對濕度或較高顆粒物濃度，即當PM2.5濃度低時，高相對濕度同樣會導致低能見度事件的出現(xiàn)（如1月7日、4月19等）。此外，1月18—19日、5月18日和5月22日南京均出現(xiàn)了較嚴重的霧霾天氣。其中，1月18—19日的霧霾是在全省受高壓控制和南風影響、擴散條件差的背景下發(fā)生的，結合CALIPSO衛(wèi)星532 nm激光總后向散射系數(shù)的垂直剖面圖（圖2a）以及氣溶膠類型圖（圖2b，紅框內為南京及周邊地區(qū)下同）可知，衛(wèi)星經(jīng)過南京地區(qū)上空時，氣溶膠在0～8 km垂直范圍內分布，而在海拔0～3 km的低層大氣中聚集著較厚氣溶膠層，隨著高度增加氣溶膠含量逐漸減少，主要以沙塵、污染性沙塵及煙塵為主。5月18日和5月22日的平均能見度均不足1 km，主要是由于降雨較少，空氣流通差，在靜穩(wěn)氣象條件下，青奧會前大面積施工排放的顆粒物更容易在城市上空堆積，導致空氣質量進一步惡化。以18日為例（結合圖3），南京及周邊地區(qū)氣溶膠分布在0～10 km垂直范圍內，其中后向散射系數(shù)在海拔0～1.5 km出現(xiàn)高值，由圖3b易見近地面氣溶膠類型主要為污染大陸型氣溶膠，說明南京地區(qū)的污染主要來源于建筑、工業(yè)以及交通等局地源；4～8 km垂直范圍內出現(xiàn)大范圍低濃度的沙塵型氣溶膠，說明春季北方沙塵的遠距離輸送也對南京及周邊地區(qū)的氣溶膠有所貢獻。

2.2 含氮無機水溶性離子的濃度特征

圖4所示為觀測期間PM10中含氮無機水溶性離子組分的日平均變化。由圖可知，整個觀測期間可吸入顆粒物中日平均NO3-和NH4+質量濃度表現(xiàn)出較好的一致性（相關系數(shù)r=0.92，不確定度P=0.000），這表明兩種離子的來源比較相似，多與人為活動有關。PM10中NO3-和NH4+日平均濃度均與NO2-呈現(xiàn)負相關關系，相關系數(shù)均為-0.33，其中NO3-與NO2-相關關系達顯著水平（P=0.010），NH4+與NO2-相關關系達極顯著水平（P=0.009）。在PM10中NO3-和NH4+比NO2-質量濃度高出1～2個數(shù)量級，這是由于性質不穩(wěn)定，易與空氣中其他化學成分發(fā)生氧化還原反應的最高日平均濃度均出現(xiàn)在1月18日，質量濃度達到了85.26的2倍（46.34 μg·m-3），而同日日平均質量濃度僅為0.31 μg·m-3；

圖2 1月19日CALIPSO衛(wèi)星532 nm激光總后向散射系數(shù)的垂直剖面圖（a）以及氣溶膠類型圖（b）Fig. 2 Altitude-orbit cross-section of total 532 nm attenuated backscattering intensity (a) and aerosol types (b) on January 19th

圖3 5月18日CALIPSO衛(wèi)星532 nm激光總后向散射系數(shù)的剖面圖（a）以及氣溶膠類型圖（b）Fig. 3 Altitude-orbit cross-section of total 532 nm attenuated backscattering intensity (a) and aerosol types (b) on May 18th

在5月 2日達到6.85 μg·m-3的高值，同日和NH4+質量濃度的日平均值分別僅為10.04 μg·m-3和11.57

μg·m-3。除1月18日之外，1月5日質量濃度也出現(xiàn)了較高的日平均值，分別為52.97 μg·m-3和31.96 μg·m-3；其中PM2.5質量濃度日平均值達到了159.29 μg·m-3，是日平均濃度限值二類標準（75 μg·m-3）的2倍多。平均而言，冬季PM10中質量濃度明顯高于春季，主要與冬季頻繁出現(xiàn)的逆溫天氣不利于污染物擴散以及低溫天氣有利于的轉化有關。

圖4 觀測期間PM10中含氮無機離子組分的日平均變化Fig. 4 The daily average values of azotic inorganic ions in PM10during the measurement period

已有研究對各級粒徑區(qū)間劃分明顯不均等，因此各粒徑范圍離子的質量濃度不能直接反映離子的粒徑分布規(guī)律。為客觀分析其分布規(guī)律，采用質量濃度分布函數(shù)dρ/d[lg(dp)]進行表達，用Δρ/Δlg(dp)近似表示。其中，Δρ為某一粒徑區(qū)間粒子中離子的質量濃度；Δlg(dp)為對應粒徑區(qū)間上限與下限粒徑對數(shù)值的差值（王薈等，2004）。由于本研究所應用的采樣器沒有2.5 μm切割粒徑，故此處粗、細粒子的分界為空氣動力學等效直徑2.1 μm。

圖5 含氮無機水溶性離子的質量濃度譜分布Fig. 5 Spectrum distributions of azotic inorganic ions

圖5為南京北郊冬、春季節(jié)含氮無機水溶性離子的濃度譜分布特征。冬春兩季的質量濃度譜分布均呈現(xiàn)三峰型，且均在0.65～1.1、4.7～5.8、9.0～10 μm粒徑段出現(xiàn)峰值，這一結果與2010年5月—2011年4月在南京北郊觀測到的離子質量濃度譜分布類似（薛國強等，2014）。春季最大峰值出現(xiàn)在9.0～10 μm粗粒子粒徑段，而冬季則在0.65～1.1 μm細粒子粒徑段達到最大峰值。春季任一粒徑范圍內質量濃度水平基本相當；而冬季細模態(tài)含量明顯高于，造成這一現(xiàn)象的主要原因是冬季低溫非常有利于氣態(tài)HNO3向顆粒態(tài)NH4NO3轉化（US EPA，1999）并主要積聚于二次生成的細粒子中，類似的觀測結果在北京和青島也有報道（喬佳佳等，2010；楊懂艷等，2015）。表1所示為冬春兩季含氮無機水溶性離子在PM2.1、PM10中的質量濃度及細粒子中離子的質量篩下累積頻率?？傮w來說，冬季顆粒物中平均質量濃度均大于春季，其差異主要體現(xiàn)在細粒子段，PM2.1～10中兩種離子季節(jié)差異不明顯；冬季PM10中NO3-和質量濃度分別為26.98 μg·m-3和20.14 μg·m-3，其中PM2.1中和質量濃度分別為19.77 μg·m-3和13.94 μg·m-3，與北京2012—2013年的年平均值相當（楊懂艷等，2015），但明顯高于南京市區(qū)2010—2011年的年均值（薛國強等，2014）。冬春兩季細模態(tài)質量篩下累積頻率均大于0.5，冬季篩下累積頻率為0.69，更是高達0.73（遠高出春季篩下累積頻率），這一結果表明和

譜分布的最大峰值和次峰值集中在粗模態(tài)中，分別出現(xiàn)在9.0～10 μm粒徑段和4.7～5.8 μm粒徑段，PM2.1篩下累積率均小于0.5，表明NO2-主要存在于粗顆粒物中；春季NO2-的質量濃度高出冬季近3倍。

表1 PM2.1、PM10中含氮無機水溶性離子累積質量濃度及細粒子篩下累積頻率Table 1 mass concentrations of PM2.1and PM10as well as PM2.1/PM10

表1 PM2.1、PM10中含氮無機水溶性離子累積質量濃度及細粒子篩下累積頻率Table 1 mass concentrations of PM2.1and PM10as well as PM2.1/PM10

Particulate matters ρspring/(μg·m-3) ρwinter/(μg·m-3) NH4+ NO3- NO2- NH4+ NO3-NO2-PM2.110.7 17.52 0.61 13.94 20.140.69 PM109.98 17.43 0.57 19.77 26.980.73 PM2.1/PM101.13 2.97 0.38 0.47 1.060.44

圖6 不同能見度范圍內含氮無機水溶性離子的濃度譜分布Fig. 6 Spectrum distributions of azotic inorganic ions for different visibility range

2.3 不同能見度水平下的含氮無機離子特征

圖6所示為不同能見度范圍內顆粒物中含氮無機水溶性離子的濃度譜分布特征。由圖可知，隨能見度水平的下降，NO3-和NH4+的質量濃度表現(xiàn)出明顯的上升趨勢，能見度與NO3-和NH4+之間呈現(xiàn)顯著的負相關關系；NO2-與NO3-和NH4+變化趨勢相反，其質量濃度隨著能見度的下降而減小。從濃度譜分布來看，NO3-和NH4+均呈三峰分布，粗模態(tài)出現(xiàn)2個峰值，細模態(tài)有1個峰值。當水平能見度＜3 km時，NO3-和NH4+質量濃度在0.65～4.7 μm粒徑段上表現(xiàn)出的差異尤為明顯，NO3-和NH4+最大峰值分別出現(xiàn)在1.1～2.1 μm和0.65～1.1 μm粒徑段，NO2-則在4.7～5.8 μm達到最大峰值；能見度在3 km以上時不同粒徑段NO3-和NH4+質量濃度相近，NO3-、NH4+和NO2-最大峰值大多在9.0～10 μm粒徑段內出現(xiàn)?？傮w來說，水平能見度降至3 km以下時PM10中NO3-和NH4+質量濃度分別為33.03 μg·m-3和26.13 μg·m-3，明顯高于其他能見度范圍內NO3-和NH4+的值；而PM2.1中NO3-和NH4+質量濃度更是比能見度＞3 km時的NO3-和NH4+質量濃度高出1.5～3倍。與此同時，當能見度＜3 km時平均相對濕度高達71.49%是其他能見度范圍的1～2倍，在這種較高的相對濕度情況下，NO3-和吸濕增長會加強氣溶膠的消光作用，從而導致能見度的降低，因此，的質量濃度對大氣能見度有一定影響。相似結論在其他研究中也有報道，表明高濃度的與高消光系數(shù)有一定關系（Xiao et al.，2014），并對能見度的降低有一定貢獻（Caoet al.，2012；周瑤瑤等，2015）。

圖7 霾和非霾天顆粒態(tài)含氮無機離子的濃度譜分布特征Fig. 7 Spectrum distributions of azotic inorganic ions during hazy and non-hazy days

2.4 霾期間含氮無機離子的分布

霾天顆粒物濃度通常較高，加大了污染物累積、碰并的機會。如圖7所示，霾期間NO3-和NH4+質量濃度在0.43～0.65 μm處峰值濃度與9.0～10 μm處峰值濃度相差不多，粗模態(tài)峰值略高于細模態(tài)；非霾天最大峰值則出現(xiàn)在9.0～10 μm粒徑段，次峰值同樣出現(xiàn)在粗模態(tài)，NO3-和NH4+在各粒徑段沒有明顯差異。霾天氣時細粒子中NO3-和NH4+的質量濃度分別為14.82 μg·m-3和12.76 μg·m-3明顯高于非霾天（NO3-：7.86 μg·m-3；NH4+：7.63 μg·m-3），南京（魏玉香等，2009；葛順等，2015；周瑤瑤等，2015）、廣州（郭送軍等，2012）、北京（常清等，2015）等城市也有類似的觀測結果，這是由于霾天顆粒物偏酸性使得氮轉化率（NOR）較非霾天有很大幅度上升，有利于NOx的轉化。NO2-在霾天PM2.1質量篩下累積頻率為0.35，主要集中在粗粒徑段；非霾天NO2-在粗、細粒徑段均有分布，且中值半徑為2.1 μm，PM2.1累積頻率為0.51。

3 結論

（1）觀測期間南京北郊平均能見度、RH和PM2.5質量濃度分別為(5.74±2.85) km?59.01%±16.70%和(61.98±29.68) μg·m-3。冬季和春季PM2.5平均質量濃度分別達到了80.81 μg·m-3和52.57 μg·m-3，明顯超過二類標準限值。能見度與顆粒物質量濃度總體呈相反趨勢；高相對濕度下即使PM2.5濃度不高，同樣也會出現(xiàn)低能見度事件。

（2）顆粒物中NO3-和NH4+日平均質量濃度存在很高的相關性，但與NO2-卻呈現(xiàn)顯著的負相關關系。平均而言，冬季PM10中NO3-和NH4+質量濃度明顯高于春季平均值，尤其在0.43～2.1 μm的粒徑范圍內，主要與冬季的逆溫天氣不利于污染物擴散以及低溫天氣有利于NO3-的轉化有關，其他粒徑段的濃度值在冬春季節(jié)之間差異不明顯。NO2-的濃度表現(xiàn)為春季高于冬季，最大峰值主要集中在粗模態(tài)中。

（3）隨能見度水平下降，NO3-和NH4+的質量濃度表現(xiàn)出明顯上升趨勢。從粒徑分布來看，NO3-和NH4+均呈現(xiàn)明顯的三峰分布，2個峰值出現(xiàn)在粗模態(tài)，1個峰值出現(xiàn)在細模態(tài)。能見度下降到3 km以下時粗細粒子中NO3-和NH4+的質量濃度均明顯高于其他能見度，NO3-和NH4+的質量濃度對大氣能見度有一定影響，而在較高的相對濕度情況下，NO3-和NH4+吸濕增長會加強氣溶膠的消光作用。

（4）霾天顆粒物濃度通常較高，NO3-和NH4+質量濃度在9.0～10 μm粒徑段出現(xiàn)最大峰值，在0.43～0.65 μm粒徑段出現(xiàn)的峰值略小于最大峰值。霾期間細模態(tài)NO3-和NH4+的質量濃度明顯高于非霾天；而其他粒徑段的濃度值在霾天與非霾天之間差異不明顯。NO2-在霾天主要集中在粗粒徑段；非霾天中值半徑為2.1 μm，NO2-在粗、細粒徑段均有分布。

CAO J J, WANG Q Y, CHOW J C, et al. 2012. Impacts of aerosol compositions on visibility impairment in Xi'an, China [J]. Atmospheric Environment, 59: 559-566.

CHENG Y F, WIEDENSOHLER A, EICHLER H, et al. 2008. Aerosol optical properties and related chemical apportionment at Xinken in Pearl River Delta of China [J]. Atmospheric Environment, 42(25): 6351-6372.

KONG S F, LI L, LI X X, et al. 2015. The impacts of firework burning at the Chinese Spring Festival on air quality: insights of tracers, source evolution and aging processes [J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 15(4): 2167-2184.

SUN Y L, WANG Z F, FU P Q, et al. 2013. Aerosol composition, sources and processes during wintertime in Beijing, China [J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 13: 4577-4592.

USEPA. 1999. Particulate matter (PM2.5) speciation guidance document (Third draft)[S].

VITOUSEK P M, ABER J D, HOWARTH R W, et al. 1997. Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences [J]. Ecological Application, 7(3): 737-750.

XIAO S, WANG Q Y, CAO J J, et al. 2014. Long-term trends in visibility and impacts of aerosol composition on visibility impairment in Baoji, China [J]. Atmospheric Research, 149(6): 88-95.

YU X, MA J, AN J, et al. 2016. Impacts of meteorological condition and aerosol chemical compositions on visibility impairment in Nanjing, China [J]. Journal of Cleaner Production, 131: 112-120.

曹雙, 吳丹, 陳利珍, 等. 2016. 中國大氣氣溶膠中水溶性離子的污染特征[J]. 環(huán)境科學與技術, 39(8): 103-115.

常清, 楊復沫, 李興華, 等. 2015. 北京冬季霧霾天氣下顆粒物及其化學組分的粒徑分布特征研究[J]. 環(huán)境科學學報, 35(2): 363-370.

葛順, 湯莉莉, 秦瑋, 等. 2015. 南京地區(qū)秋季灰霾天氣特征及其水溶性離子分析[J]. 環(huán)境科學與技術, 38(2): 99-104.

郭送軍, 譚吉華, 段菁春, 等. 2012. 廣州市灰霾期大氣PM10中水溶性離子特征[J]. 環(huán)境科學與技術, 35(11): 83-86.

李佩霖, 傅平青, 康世昌, 等. 2016. 大氣氣溶膠中的氮:化學形態(tài)與同位素特征研究進展[J]. 環(huán)境化學, 35(1): 1-10.

李欠欠, 湯利. 2010. 大氣氮沉降的研究進展[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報自然科學, 25(6): 889-894.

林偉, 毛宇清, 劉冬晴. 2012. 近3年南京霾天氣特征及與氣象要素的關系[J]. 南陽理工學院學報, 4(2): 76-80.

蘆亞玲, 遲建偉, 姚蘭, 等. 2015. 中國北部背景區(qū)域霾天氣溶膠的水溶性無機離子組分及混合狀態(tài)[J]. 中國科學, 45(11): 1728-1736.

馬佳, 于興娜, 安俊琳, 等. 2016. 南京北郊冬春季大氣能見度影響因子貢獻研究[J]. 環(huán)境科學, 37(1): 41-50.

錢凌, 銀燕, 童堯青, 等. 2008. 南京北郊大氣細顆粒物的粒徑分布特征[J].中國環(huán)境科學, 28(1): 18-22.

喬佳佳, 祁建華, 劉苗苗, 等. 2010. 青島采暖期不同天氣狀況下大氣顆粒態(tài)無機氮分布研究[J]. 環(huán)境科學, 31(1): 29-35.

沈艷, 張澤鋒, 李艷偉, 等. 2016. 南京北郊一次霾過程中氣溶膠理化特征變化研究[J]. 環(huán)境科學學報, 36(7): 2314-2323.

童堯青, 銀燕, 錢凌, 等. 2007. 南京地區(qū)霾天氣特征分析[J].中國環(huán)境科學, 27(5): 584-588.

王薈, 常衛(wèi)民, 楊麗波, 等. 2004. 南京市大氣氣溶膠中部分無機離子的粒徑分布[J] .環(huán)境科學研究, 17(6): 12-14.

魏玉香, 楊衛(wèi)芬, 銀燕, 等. 2009. 霾天氣南京市大氣PM2.5中水溶性離子污染特征[J]. 環(huán)境科學與技術, 32(11): 66-71.

薛國強, 朱彬, 王紅磊. 2014. 南京市大氣顆粒物中水溶性離子的粒徑分布和來源解析[J]. 環(huán)境科學, 35(5): 1633-1643.

楊懂艷, 劉保獻, 張大偉, 等. 2015. 2012—2013年間北京市PM2.5中水溶性離子時空分布規(guī)律及相關性分析[J]. 環(huán)境科學, 36(3): 768-773.

余洋, 楊軍. 2016. 南京2007年12月持續(xù)霧霾過程的大氣消光特性[J].環(huán)境科學學報, 36(7): 2305-2313.

張小曳. 2014. 中國不同區(qū)域大氣氣溶膠化學成分濃度、組成與來源特征[J]. 氣象學報, 72(6): 1108-1117.

周瑤瑤, 馬嫣, 鄭軍, 等. 2015. 南京北郊冬季霾天PM2.5水溶性離子的污染特征與消光作用研究[J]. 環(huán)境科學, 36(6): 1926-1934.

Characteristic of Water-soluble Azotic Inorganic Ions in Atmospheric
Particulate Matters during Winter and Spring in the North Suburb of Nanjing

Lü Rui1, YU Xingna1*, MA Jia2, AN Junlin1, XIAO Sihan1, ZHAO Lixia3
1. Key Laboratory of Meteorological Disaster, Ministry of Education (KLME)//Joint International Research Laboratory of Climate and Environment Change
(ILCEC)//Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters (CIC-FEMD)//Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 2. Guangzhou Hexin Analytical Instrument Company Limited, Guangzhou 510530, China; 3. Hebi Meteorological Office, Hebi 458030, China

To investigate the water-soluble azotic inorganic ions component characteristics of atmospheric particulate matters, aerosol samples were collected by a 9-stage Andersen cascade impactor from January to May in 2014 in north suburb of Nanjing, and azotic inorganic ions components of different size particulate matter were analyzed using IC (Ion Chromatography). Visibility (VIS), relative humidity (RH) and concentrations of particles were analyzed to explore mass concentration and size distribution of water-soluble azotic inorganic ions in different weather conditions. As the results showed, the average mass concentration of PM2.5was higher than the standard values of categories Ⅱ and was 80.81 μg·m-3during winter and 52.57 μg·m-3during spring. The NO3-mass concentration of PM10were consistent with the(r=0.92) which indicated these two ions from the same source. There were obviously negative correlations betweenThe average mass concentrations ofduring winter were obviously higher than those of spring, especially in the range of 0.43～2.1 μm, due to fine particle pollution was serious in winter.mass concentrations showed a significant increasing trend with the visibility deterioration. The size distributions o ffollowed three-peak distribution. The maximum peak of the size distributions most appeared in the range of 9.0～10 μm when the visibility greater than 3 km, and the maximum peak appered in the range of 1.1～2.1 μm when the visibility less than 3 km. Themass concentrations of fine particulate were comparatively high during haze days. The size distribution ofwas more complex, and the coarse mode was dominant in all weather conditions.

atmospheric particulate matters; water-soluble azotic inorganic ions; size distribution; Nanjing

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.01.019

X131.1

A

1674-5906（2017）01-0129-07

呂睿, 于興娜, 馬佳, 安俊琳, 肖思晗, 趙麗霞. 2017. 南京北郊冬春季大氣顆粒物中含氮無機水溶性離子組分特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 26(1): 129-135.

Lü Rui, YU Xingna, MA Jia, AN Junlin, XIAO Sihan, ZHAO Lixia. 2017. Characteristic of water-soluble azotic inorganic ions in atmospheric particulate matters during winter and spring in the north suburb of Nanjing [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(1): 129-135.

國家自然科學基金項目（41475142）；國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0203501）；中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）（XDB05030104）；江蘇省高校“青藍工程”項目；江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程項目（PAPD）

呂睿（1994年生），女，碩士研究生，主要研究方向為大氣氣溶膠與大氣環(huán)境。E-mail: mixmint@163.com *通信作者。E-mail: xnyu@nuist.edu.cn

2016-11-07